高密度、高純度半導(dǎo)體碳納米管陣列

近期，美國(guó)咄咄逼人的打壓華為，中國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域會(huì)強(qiáng)勢(shì)崛起，還是就此落后?對(duì)于西方對(duì)中國(guó)的技術(shù)封鎖，我們也已經(jīng)不是第一次遇到了，面對(duì)打壓，我們始終是越挫越勇。因此，毫無疑問，美國(guó)對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體的打壓，將會(huì)倒逼半導(dǎo)體提速國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

然而最近北京集成電路研究院傳來重大利好消息，這次不是“彎道超車”，而是要“造路超車”。

北京大學(xué)電子系教授張志勇

26日，由中國(guó)科學(xué)院院士北京大學(xué)教授彭練矛和張志勇教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過多年研究和實(shí)踐，解決了長(zhǎng)期困擾碳基半導(dǎo)體材料制備的瓶頸，比如材料的純度、密度和面積等問題。這個(gè)突破究竟對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)有何重大意義呢?

目前，包括航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、金融保險(xiǎn)、家用電器等多個(gè)領(lǐng)域所使用的芯片，幾乎都是采用硅基材料的集成電路技術(shù)。

更要命的是，這項(xiàng)技術(shù)被國(guó)外制造商長(zhǎng)期壟斷，國(guó)內(nèi)大部分電子產(chǎn)品都需要依賴國(guó)外進(jìn)口。

有數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年進(jìn)口芯片額度高達(dá)3000億美元，甚至超過了進(jìn)口石油的金額。

由于美國(guó)加大半導(dǎo)體行業(yè)限制，打破國(guó)外壟斷迫在眉睫，但這次不僅是要打破壟斷這么簡(jiǎn)單，而是要完美跨越所有硅基半導(dǎo)體技術(shù)的專利壁壘。

硅基半導(dǎo)體做集成電路，一直都是國(guó)外半導(dǎo)體前沿的技術(shù)。然而碳基半導(dǎo)體更具優(yōu)勢(shì)，包括更低廉的成本、更小的功耗、更高的效率等，更適合在不同領(lǐng)域應(yīng)用。

由于碳基材料的特性，在一些高輻射、高溫度的極端環(huán)境下，碳基技術(shù)造出的機(jī)器人能更好替代人類執(zhí)行危險(xiǎn)系數(shù)更高的任務(wù)，此外其柔韌性更加適合應(yīng)用在醫(yī)療器械領(lǐng)域。

從個(gè)人應(yīng)用來看，碳基技術(shù)應(yīng)用到智能手機(jī)上，能夠使待機(jī)時(shí)間更長(zhǎng)。而從企業(yè)級(jí)應(yīng)用來看，與國(guó)外碳基技術(shù)造出來的芯片相比，我國(guó)碳基技術(shù)造出的芯片在處理大數(shù)據(jù)時(shí)更快，至少節(jié)約30%功耗。

高密度高純半導(dǎo)體碳納米管陣列的制備和表征

在不久的將來，該技術(shù)可以應(yīng)用于國(guó)防科技、衛(wèi)星導(dǎo)航、人工智能、氣象監(jiān)測(cè)、醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域。一直以來，西方發(fā)達(dá)國(guó)家都在研發(fā)碳基技術(shù)來替代硅基技術(shù)，不過由于我國(guó)在碳基技術(shù)領(lǐng)域起步較早，目前的技術(shù)是基于20年前彭練矛院士提出的無摻雜碳基CMOS技術(shù)發(fā)展而來，近些年更是取得一系列突破性進(jìn)展。

彭練矛院士直言，“我們的碳基半導(dǎo)體研究是世界領(lǐng)先水平的。”有分析人士稱，由硅膠基向碳基轉(zhuǎn)變直接掀桌子，又一次洗牌開始了?；A(chǔ)研究一個(gè)突破就是一次革命!這就是直接革歐美半導(dǎo)體的命。

隨著中美在科技領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，凡是量子通信、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興尖端技術(shù)，中國(guó)勢(shì)必是走在最前列的，面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)從未怕過，即使落后，也必將有能力翻盤。