作為全球先進(jìn)的芯片制造商臺(tái)積電，在硅基芯片的研發(fā)上已經(jīng)突破到了5nm工藝，并且正在向2nm工藝進(jìn)發(fā)，但2nm之后硅基芯片的工藝似乎遇到了瓶頸。當(dāng)前國際與我國市場(chǎng)上普遍使用的都是硅基芯片，也就是利用硅晶片為原材料制造而成的芯片。這一芯片的制造是需要依賴于光刻機(jī)完成光刻這一程序的，然而如今我國另辟蹊徑探索碳基芯片的研制，能夠繞開光刻機(jī)這一需要長時(shí)間努力的領(lǐng)域，為我國芯片性能的提升開辟另一條道路，

一、碳基芯片是否需要光刻機(jī)

可以肯定的是，碳基芯片是不需要光刻機(jī)的，所以也不會(huì)使用光刻膠，要不然彭練矛和張志勇教授花費(fèi)這么大精力去研發(fā)碳基芯片還要依賴光刻機(jī)的話，那么它的使用價(jià)值并不高，畢竟在光刻機(jī)的研發(fā)上面，我們和ASML的差距還是很大的，那么想要彎道超車就必須擺脫光刻機(jī)的控制。而且目前的硅基芯片已經(jīng)發(fā)展到2nm技術(shù)，基本已經(jīng)達(dá)到瓶頸，想要繼續(xù)突破將會(huì)非常困難，那么研發(fā)一種全新材質(zhì)的芯片成為了一個(gè)世界科技行業(yè)共同的目標(biāo)。只不過，這一步，我們來得更早一些。

二、普通芯片的制作工藝

傳統(tǒng)芯片的制造過程需要經(jīng)過是通過拋光、光刻、蝕刻、離子注入等一系列復(fù)雜的工藝過程。也就是先用激光將電路刻在掩蓋板上(相當(dāng)于我們印刷的轉(zhuǎn)印技術(shù))，再通過用紫光通過掩蓋板將電路印在硅片上進(jìn)行曝光，涂上光刻膠等刻蝕后就能在硅圓上制造出數(shù)億的晶體管，最后進(jìn)行封裝測(cè)試，芯片就制作完成。而這個(gè)過程是無法離開光刻機(jī)和刻蝕機(jī)的。

三、碳基芯片的制作工藝

而碳基半導(dǎo)體芯片用到的是碳納米管或石墨烯，碳納米管和石墨烯的制備過程跟硅基晶體管的制備方法有著本質(zhì)的差別，兩者的主要原料是石墨，目前生產(chǎn)工藝可以通過電弧放電法、激光燒蝕法等多種方式制成。所以碳基芯片電路的加工一定不會(huì)用到光刻機(jī)。

四、碳基芯片相比硅基芯片有哪些優(yōu)勢(shì)

采用石墨烯制造工藝的碳基芯片，可以達(dá)到普通硅基芯片的10倍以上，將繼續(xù)推動(dòng)摩爾定律更好的發(fā)展，就算是硅基芯片工藝突破5nm達(dá)到2nm工藝，也突破不了10倍的提升。如此超快的速度得力于石墨烯和碳納米管，在信號(hào)的傳輸中擁有更好的傳導(dǎo)性能。

碳基芯片進(jìn)行的是一場(chǎng)芯片界的革命，將打破傳統(tǒng)芯片的市場(chǎng)，重新定義什么叫智能芯片，而且在生產(chǎn)工藝上因?yàn)椴恍枰褂玫焦饪虣C(jī)和光刻膠等設(shè)備，這樣也讓我國被這兩種設(shè)備卡脖子的局面?，F(xiàn)在我們唯一能做的就竭盡全力去推廣碳基芯片的發(fā)展，這是我們芯片行業(yè)新的發(fā)展目標(biāo)。

五、彎道超車還需要多久

無論是手機(jī)的處理器CPU，還是其他的各種微電路芯片，我國在生產(chǎn)工藝和制造設(shè)備中，都要落后國際水平，短時(shí)間難以超越。但是碳基半導(dǎo)體的成功研發(fā)，可以讓我國在芯片領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)彎道超車，達(dá)到國際的先進(jìn)水平。彭練矛教授表示：

“碳納米管的制造乃至商用，面臨最大的問題還是決心，國家的決心。若國家拿出支持傳統(tǒng)集成電路技術(shù)的支持力度，加上產(chǎn)業(yè)界全力支持，3-5年應(yīng)當(dāng)能有商業(yè)碳基芯片出現(xiàn)，10年以內(nèi)碳基芯片開始進(jìn)入高端、主流應(yīng)用?！?

相信在不久的時(shí)間，通過各個(gè)國內(nèi)廠商的適配和研發(fā)，我國的碳基芯片能重新成為世界領(lǐng)先，擺脫被光刻機(jī)和光刻膠卡脖子的狀態(tài)。搶占碳基芯片產(chǎn)業(yè)的控制權(quán)。那個(gè)時(shí)候我們?cè)趪H市場(chǎng)上才能有足夠的話語權(quán)，并且隨著碳基芯片的發(fā)展，我國的智能化設(shè)備也會(huì)有明顯的提高，這種提升不光是在我們的手機(jī)上和數(shù)碼產(chǎn)品上，甚至是在軍事、航空等重要領(lǐng)域都會(huì)迎來新的突破。

碳基芯片的應(yīng)用能力也比硅基芯片更加廣。碳基芯片比硅基芯片處理數(shù)據(jù)的速度更加快，而且功耗也沒有硅基芯片大，碳基芯片未來的發(fā)展前景比硅基芯片更加大。在硅基半導(dǎo)體的研發(fā)逐漸進(jìn)入瓶頸期之后，未來全球半導(dǎo)體的發(fā)展方向最可能是碳基半導(dǎo)體技術(shù)。而我國現(xiàn)在搶先在碳基半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)突破，能夠大大提高我國將來在世界半導(dǎo)體行業(yè)中的地位跟話語權(quán)，讓“中國芯”更有希望!