作為全球先進的芯片制造商臺積電，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工藝進發(fā)，但2nm之后硅基芯片的工藝似乎遇到了瓶頸。當前國際與我國市場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，能夠繞開光刻機這一需要長時間努力的領域，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
可以肯定的是，碳基芯片是不需要光刻機的，所以也不會使用光刻膠，要不然彭練矛和張志勇教授花費這么大精力去研發(fā)碳基芯片還要依賴光刻機的話，那么它的使用價值并不高，畢竟在光刻機的研發(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的控制。而且目前的硅基芯片已經(jīng)發(fā)展到2nm技術，基本已經(jīng)達到瓶頸，想要繼續(xù)突破將會非常困難，那么研發(fā)一種全新材質(zhì)的芯片成為了一個世界科技行業(yè)共同的目標。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雜的工藝過程。也就是先用激光將電路刻在掩蓋板上(相當于我們印刷的轉(zhuǎn)印技術)，再通過用紫光通過掩蓋板將電路印在硅片上進行曝光，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，最后進行封裝測試，芯片就制作完成。而這個過程是無法離開光刻機和刻蝕機的。
三、碳基芯片的制作工藝
而碳基半導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用到光刻機。
四、碳基芯片相比硅基芯片有哪些優(yōu)勢
采用石墨烯制造工藝的碳基芯片，可以達到普通硅基芯片的10倍以上，將繼續(xù)推動摩爾定律更好的發(fā)展，就算是硅基芯片工藝突破5nm達到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，在信號的傳輸中擁有更好的傳導性能。
碳基芯片進行的是一場芯片界的革命，將打破傳統(tǒng)芯片的市場，重新定義什么叫智能芯片，而且在生產(chǎn)工藝上因為不需要使用到光刻機和光刻膠等設備，這樣也讓我國被這兩種設備卡脖子的局面?，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。
五、彎道超車還需要多久
無論是手機的處理器CPU，還是其他的各種微電路芯片，我國在生產(chǎn)工藝和制造設備中，都要落后國際水平，短時間難以超越。但是碳基半導體的成功研發(fā)，可以讓我國在芯片領域中實現(xiàn)彎道超車，達到國際的先進水平。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)集成電路技術的支持力度，加上產(chǎn)業(yè)界全力支持，3-5年應當能有商業(yè)碳基芯片出現(xiàn)，10年以內(nèi)碳基芯片開始進入高端、主流應用。”
相信在不久的時間，通過各個國內(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先，擺脫被光刻機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。那個時候我們在國際市場上才能有足夠的話語權，并且隨著碳基芯片的發(fā)展，我國的智能化設備也會有明顯的提高，這種提升不光是在我們的手機上和數(shù)碼產(chǎn)品上，甚至是在軍事、航空等重要領域都會迎來新的突破。
碳基芯片的應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。在硅基半導體的研發(fā)逐漸進入瓶頸期之后，未來全球半導體的發(fā)展方向最可能是碳基半導體技術。而我國現(xiàn)在搶先在碳基半導體技術領域?qū)崿F(xiàn)了技術突破，能夠大大提高我國將來在世界半導體行業(yè)中的地位跟話語權，讓“中國芯”更有希望!
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