事實(shí)上，碳基半導(dǎo)體晶體管最先是由美國與荷蘭科學(xué)家在1998年制造出來的，截止到2006年之前，我國在碳納米管晶體管上并沒有明顯的建樹�？梢哉f，我國對(duì)碳納米管晶體管的研究開始于2000年，7年之后才制備出了性能超越硅晶體管的N型碳納米管晶體管。由此可知，國外的碳納米管晶體管的研究要比我們?cè)绲亩�，但是到了今天我們與國外的差距遠(yuǎn)沒有硅晶體管那么大，甚至有超越國外的趨勢(shì)。

總體而言，國外對(duì)碳納米管晶體管的研究，還是比我們要領(lǐng)先的。在2013年，MIT研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了由178個(gè)晶體管組成的只能執(zhí)行簡(jiǎn)單指令的碳納米管計(jì)算機(jī)。在2019年，MIT團(tuán)隊(duì)已能制造完整的由14000個(gè)碳納米管晶體管組成的處理器了。而國內(nèi)于2017年制造了基于2500個(gè)碳納米管晶體管的處理器，整體性能相當(dāng)于因特爾4004的水平。至于在2019年國內(nèi)是否研發(fā)出了集成更多碳納米管晶體管的處理器，目前尚未有報(bào)道。

由于碳納米管較容易聚合在一起，所以MIT團(tuán)隊(duì)利用了一種剝落工藝防止碳納米管聚合在一起，以防晶體管無法正常工作。要知道MIT團(tuán)隊(duì)制造的CPU主頻只有1Mhz，早期的80386處理器的頻率還有16Mhz，也不是說2019年碳納米管制造的計(jì)算機(jī)性能，僅相當(dāng)于1985年制造的硅晶體管處理器的性能，這差距就太大了。離實(shí)用化，還有較長(zhǎng)的一段路要走。因?yàn)樘技{米管晶體管之間的溝道和碳納米管晶體管的體積過大，導(dǎo)致碳納米管晶體管可以容納的電流較小，容納得電荷較少。MIT制造的由14000個(gè)碳納米管晶體管組成的處理器中的溝道寬度為1.5微米，與現(xiàn)在納米級(jí)相距較遠(yuǎn)。也只有縮小碳納米管晶體管的體積和減小溝道的距離，才可以提升整體性能。

但是國內(nèi)于2017年，就研制出了柵長(zhǎng)為5納米的碳納米管晶體管，近日又研發(fā)出了柵長(zhǎng)3納米的碳納米管晶體管。可以說，國內(nèi)在碳納米管晶體管的小型化上走的比較遠(yuǎn)。在2007年左右，國內(nèi)以碳納米管晶體管制造的處理器主頻就高達(dá)5Ghz，要比國外2019年制造等我處理器主頻高的多。從國外的相關(guān)產(chǎn)品來看，其碳納米管柵長(zhǎng)究竟達(dá)到了何種地步，也說不準(zhǔn)。只不過，由此可知，在碳納米管的研發(fā)上，國內(nèi)技術(shù)最起碼不會(huì)差國外技術(shù)太多，很有可能是同步發(fā)展的。

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【碳基半導(dǎo)體芯片真的能夠助力我國芯片突破西方禁錮？從此不依賴ASML嗎？】

我們應(yīng)該看到了近期的新聞，2020年5月26日，北京元芯碳基集成電路研究院宣布，解決了長(zhǎng)期困擾碳基半導(dǎo)體材料制備的瓶頸！該消息一出，瞬間引起了我們的關(guān)注，于是我們?cè)�堆的認(rèn)為，碳基半導(dǎo)體芯片一定能夠助力我國芯片的突破，打破西方禁錮？從此不依賴ASML。

了解現(xiàn)狀——西方國家壟斷的是硅基材料，而這些硅基材料在我國，我們的優(yōu)勢(shì)非常的低；一些關(guān)鍵性的材料還是倍國家技術(shù)給壟斷的。而此時(shí)，我們想要打破束縛，就必須要尋找新的思路，于是出現(xiàn)了我們期待的：碳基半導(dǎo)體能否替代未來的硅基材料呢？

其實(shí)，有專家表示，北由于碳分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，很難像硅材料一樣通過摻雜其他物質(zhì)改變性能。因此，碳納米管要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，尚有很長(zhǎng)一段路要走。不過，如今，北京元芯碳基集成電路研究院的突破確實(shí)給了我們很大的希望。

碳基半導(dǎo)體具有成本更低、功耗更小、效率更高。如果能夠打破硅基半導(dǎo)體材料的束縛，走出一條全新的碳基半導(dǎo)體路，我們的芯片發(fā)展可能更有意義。

其實(shí)，以碳纖維(織物)或碳化硅等陶瓷纖維(織物)為增強(qiáng)體，實(shí)際上，我們熟知的石墨烯，生物碳以及碳納米管等等都屬于碳基材料。因此，想要碳基材料真正的運(yùn)用與我們的實(shí)際，確實(shí)還是有一段路走，可是我們也已經(jīng)進(jìn)了一步了。

在芯片處理中，碳基技術(shù)芯片速度提升，功耗降低，未來更能夠運(yùn)用于多種領(lǐng)域，比如國防，氣象，以及我們現(xiàn)在急需要解決的手機(jī)芯片，計(jì)算機(jī)芯片問題。這里我們得知道，相比國外技術(shù)，我國對(duì)于碳基技術(shù)研究時(shí)間早，目前的技術(shù)是基于二十年前彭練矛院士提出的無摻雜碳基CMOS技術(shù)發(fā)展而來。

因此，我們不擔(dān)心倍國外的技術(shù)給限制，因?yàn)槲覀兊募夹g(shù)具有前瞻性，確實(shí)我們的芯片技術(shù)目前還是受限制，特別是ASML的光刻機(jī)，因?yàn)槿狈�技術(shù)，在工藝制程方面受到制約。

因此，我們猜測(cè)的是，碳基材料未來很有可能打破ASML光刻機(jī)的束縛，打破歐美國家芯片的束縛，打造屬于我們的芯片技術(shù)。

謝謝您的問題。碳基芯片在全球范圍內(nèi)還在朝量產(chǎn)邁進(jìn)。

碳基芯片目前處于實(shí)驗(yàn)室階段。IBM和英特爾已經(jīng)碳基在理論進(jìn)行了多年的探索，英特爾無果而放棄。IBM與英特爾退而求其次，用的是“摻雜”工藝制備碳納米管晶體管。在國內(nèi)，彭練矛和張志勇教授團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體碳碳基半導(dǎo)體材料制備方面取得了研究重大進(jìn)展，已經(jīng)領(lǐng)先于全球，但也只是朝產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步邁進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)室的成果離現(xiàn)實(shí)還很遠(yuǎn)。全球碳基芯片真正要實(shí)現(xiàn)落地、商品化，除了雄厚的資金，必須要有現(xiàn)有的芯片兼容，直接借用現(xiàn)有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)流程工藝，就可以大大加快碳基芯片產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

碳基技術(shù)需要企業(yè)參與。北京碳基集成電路研究院以前在碳基技術(shù)上走在了前列，未來10年發(fā)展至少需要20億元研發(fā)投入，這需要企業(yè)產(chǎn)研對(duì)接，需要企業(yè)認(rèn)識(shí)其中的價(jià)值。阿里巴巴、騰訊都計(jì)劃投入數(shù)千億元用于新基建，參與到云服務(wù)和芯片全線布局，希望這樣的科技龍頭企業(yè)參與“碳基”集成電路，有助于縮短國內(nèi)碳基技術(shù)的商用時(shí)間，站在全球視角，科技企業(yè)及早介入非常重要。

歡迎關(guān)注，批評(píng)指正。

首先，國外的研究并沒有啥進(jìn)展，因?yàn)闆]有企業(yè)投錢，高通的芯片利潤(rùn)這么高，誰會(huì)把大把的錢投到一個(gè)還不知道成不成功的項(xiàng)目上？