硅基芯片遭物理极限，国产碳基芯能否厚积薄发？未来芯片主流之争

　　在台积电突破1纳米工艺不久后，北大的研究团队就研制出了碳基芯片，在硅基芯片即将到达物理极限的同时，我国的芯片领域实现了厚积薄发，跻身到了未来芯片的主流之争中，只是硅基芯片为什么会迎来物理极限呢，与传统的硅基芯片相比，碳基芯片又有什么独特之处？
　　其实这个物理极限和摩尔定律有关， 这个由英特尔创始人提出的，半导体发展的规律，指的就是，每当过去18到24个月，一个芯片能容纳的晶体管数量，就会往上增加一倍，就连性能也会提升，从那之后全球的半导体产业，都在延续着这个规律， 但是随着晶体管越做越小，大家就逐渐发现，7纳米已经快要接近硅基芯片的物理极限了，一直以来，硅元素都是芯片制作中最基础的材料，把它打磨成硅片制作成晶圆，在经过上千道的工序后就形成了芯片，硅基芯片也是使用了相同的工序，并且在当代的科技产品中，大部分用的都是硅基芯片，但是要想把它制造出来，是离不开高精度的光刻机的，虽然国产光刻机的精度，不如阿斯麦尔的高，半导体产业的发展也一直被打压，但有句老话是，东边不亮西边亮，这不 北大的研究团队就提出了，碳基芯片的研发方案，并且这还多亏了，国产半导体产业的老朋友＂石墨烯＂，因为对石墨烯这个材料的应用，是我国半导体企业的强项。
　　其实石墨烯就是碳原子上的一层薄膜，只要把这个薄膜卷起来就形成了碳纳米管，也就是硅基芯片中的晶体管，它可以做到在管道中穿行的同时，完成信号的传输，当所有的碳纳米管经过有规律的排列，组成集成电路后，就成为了一个完整的碳基芯片， 当然我们也可以叫它＂石墨烯芯片＂，只不过这两种芯片的差距并不大，运行原理也差不多，就连化学属性和物理属性都类似，但根据IBM发布的论文发现，与原始的硅基技术相比，碳基芯片更有技术优势，因为在同等工艺的基础上，碳基芯片的性能超出硅基芯片好几倍，并且对光刻设备的要求也不高，但是让熊猫君好奇的是，既然研发碳基芯片不是为了避开光刻机，那研发它的真正原因是什么呢？
　　其实研发碳基芯片的原因，就是为了提高国产芯片的性能，因为传统的硅基芯片，从14纳米做到3纳米，就是为了提升芯片的性能，因为 只要晶体管做得越小，那么能被芯片容纳的数量就会越多，加上晶体管就是负责传输信号的通道，通道增加了，传递信号的速度自然就更快了，所以在同等芯片面积下，能排列更多晶体管的那个，也就是性能更好的， 虽然硅基芯片的极限扩展到了1纳米，但是现在已经突破了3纳米，很快就要接近极限了，但是碳基芯片却可以实现，1纳米以内的工艺，因为它的运行速度，比传统的硅基芯片要快个5到10倍，功耗也降低了不止一点点，不难看出，碳基芯片的确是一个＂黑科技＂，不过要说碳基芯片出现的主要原因，还是因为芯片独立自主的重要性。
　　在过去的几年里，我国虽然在芯片研发上投入了很多精力，但是由于很多核心技术没有取得突破，导致芯片研发的道路依旧困难重重，虽然我国在中低端芯片已经实现国产化，但是要想生产出高端芯片，还是需要依赖代工厂的，自从华为被限制后，在芯片制造上就多了很多不确定因素，这才有了碳基芯片的出现，事实证明，即使没有光刻机，我国也能生产出高性能芯片，经过20多年的研发，我国不仅突破了碳基制造设备的瓶颈，还做到了让碳基晶体管芯片技术领先全球，与传统的硅基芯片相比，碳基芯片不仅功耗成本更低，在同等栅极中，碳基芯片的运行速度更快，这就意味着，如果碳基芯片在未来能实现国产化，我国就可以摆脱对硅基芯片的依赖，从硅基芯片与碳基芯片的性能差距来看，我国要想生产5纳米芯片，只需要用到14纳米的光刻机，用不到7纳米的，就不用看阿斯麦尔的脸色了，那么这次我国能否实现弯道超车，在未来的芯片主流之争中站稳脚跟呢？
　　其实在如今的科技领域中，大部分产品用的还是硅基芯片，因为这个硅元素在地球上的含量特别多，很容易就得到了，这也是为什么硅基芯片用了这么久，依然受欢迎的原因，只不过硅基芯片发展的话语权，并不在我国手里，并且硅基芯片是有物理极限的，越到后面，硅材料的问题就越多，即使已经在研发3纳米芯片，但是再想前进就很困难了，所以碳基芯片才有可能成为，未来芯片领域发展的一大方向，加上国产企业，比国外更早地开始研究碳基芯片，华为就曾研发出过石墨烯电池，北大团队也研发出了5纳米的，碳纳米管的器件，但是硅基芯片已经发展了这么久，真的会这么容易被取代吗？
　　如今我国在碳基芯片上不断取得突破，是有利于实现弯道超车的，但是芯片的生产和制作，有设计 制造 封装等多个流程，其中包括上千个步骤，并且有科学家做出实验，在同一个晶圆片上，能放置的硅晶体管数量，是比碳晶体管要多的，所以目前是无法实现商业化的，并且要把碳晶体管排列在晶圆片上，需要更加精准的蚀刻技术，不过只要国产企业坚持走自己的路线，不断地突破技术障碍，在接下来的时间里，做好在未来迎接挑战的准备，成为国产半导体行业的制胜法宝，是有机会在芯片主流之争中，名列前茅的。