功耗降低50倍，绕开进口光刻机，国产碳基芯片能否弯道超车？文/球子审核/子扬校正/知秋经

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文/球子审核/子扬校正/知秋
经过数十年的发展，传统的硅基芯片的延伸已经逼近极限，想要延续摩尔定律，必须要寻找新的发展方向。
目前来看，业界一致看好更换晶圆原材料的解决方案，其中碳基芯片替代硅基芯片的呼声最高，同时也是各国研究机构和芯片厂商研究的方向之一。

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碳基芯片优势突出
所谓碳基芯片，就是以碳基材料制成的碳纳米晶体管芯片，而得益于碳材料拥有更卓越的电子特性，碳基芯片已经被国内外芯片研究机构以及制造企业认定为最有机会取代硅基芯片的次时代技术。
根据业内的研究结果来看，通过纳米碳制造的晶体管，在实验的环境中，碳基集成电路的功耗综合表现要优于当前技术的50倍。
唯一无法确定的是，碳基芯片的性能究竟表现，是否会超越硅基芯片，这些问题还有待进一步深入研究。

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最关键的是，碳基芯片的制造还具有成本低和入门槛低的优点。据悉，制造碳基芯片的纳米碳材料不需要较高的温度，极易完成三维异构集成。
不仅如此，碳基芯片只需采用相对比较简单的平面器件工艺，便能实现先进的5nm工艺制程。
而在生产碳基芯片所需的制造设备方面，得益于这类芯片的诸多优势，在制造过程中完全可以延续硅基芯片所使用的芯片制造设备，最关键的是，即便生产碳基芯片的设备落后目前最先进设备三代的情况下，也依旧能够生产出性能强大的硅基芯片。

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这也就意味着，如果硅基芯片能够实现生产，对于芯片代工企业来说，也算是一个好消息，因为，他们不用付出更高的成本去更换制造设备，从硅基芯片领域转型到碳基芯片也更轻松。
对于我国芯片制造而言，在新的碳基芯片赛道，有希望突破卡脖子。
要知道，我国目前芯片的主要短板还是集中在制造环节，由于没有先进的EUV光刻机设备，芯片制造技术一直卡在成熟工艺节点。
【功耗降低50倍，绕开进口光刻机，国产碳基芯片能否弯道超车？】而EUV光刻机设备却被荷兰ASML垄断，加上相关芯片规则的限制，国内的芯片厂商无法购买。
碳基芯片的出现，让我国在制造环节有了突围可能，毕竟，这类新型芯片只需使用普通的设备便能生产，从而绕开进口先进的光刻机这一环节。

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国产芯片能否在碳基芯片方面实现超车？
从理论上来讲，碳基芯片只要不涉及先进的制造设备，我国芯片通过研究碳基芯片便能彻底实现弯道超车，从此告别被“卡脖子” 。
不仅如此，在2021年IMEC的会议上，碳基芯片被专家再次认定为打破芯片物理极限的方法之一，所以，我国朝碳基芯片方向加大研究准没错。

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但需要注意的是，碳基芯片的研究还处于初级阶段，距离量产还有很长的一段路要走，因为，研究碳基芯片的研究需要克服更多的技术困难，碳基芯片的研究更像是在新的芯片领域探索，没有任何过去经验作为参考，难度可想而知。