芯片领域在半导体材料方面取得了突破。

昨日，北京元芯碳基集成电路研究所举行了媒体会议，中国科学院、北京大学教授彭波教授和张志勇教授带领团队，经过多年的研究和实践，解决了碳基半导体材料的纯度、密度和面积等长期问题。他们的发现已被列入5月22日的科学期刊《应用物理技术》。

发达国家已开发出碳基技术来取代硅基技术。由于我国碳基技术的早期发展,目前的技术是建立在20年前彭车斯皮尔学者提出的非掺杂碳基CMOS技术的基础上的。

碳基半导体材料制备的突破

根据国家海关数据，中国每年在进口芯片上花费高达3000亿美元，甚至超过了进口石油的成本，在国内进口中排名第一。芯片本土化已成为我国长期重要的发展战略。

目前,大多数芯片都是基于硅的集成电路技术,长期以来一直被外国制造商垄断。随着摩尔定律越来越小，当前的硅片技术即将达到极限。利用硅以外的材料作为集成电路一直是国外半导体尖端技术。

与硅相比,碳基半导体具有成本低、功耗低、效率高等优点,更适合不同的应用,成为半导体材料的更好选择。碳基技术也是西方国家为取代硅而开发的新技术。斯坦福大学的研究表明，碳管技术有望将传统的基于硅的二维芯片技术发展成三维芯片技术，这至少将目前芯片的整体性能提高1000倍以上。

发表在《科学》杂志上的研究结果标志着碳管电子学和碳基半导体工业化领域的共同挑战。这将大大提高我们在世界半导体行业的声音。

我们以碳为基础的半导体研究代表着世界的前沿。学术家彭说。与国外基于硅的芯片相比，我国基于碳技术生产的芯片不仅处理大数据速度快，而且节省了至少30%的电耗。以碳为基础的技术由于其较低的功耗在智能手机上使用，将显著延长备用时间。

使用硅以外的材料作为集成电路，包括锗、砷化钾、石墨烯和碳，一直是国外半导体技术的前沿。碳基半导体具有成本低、功耗低、效率高等优点，更适合不同用途，成为半导体材料的更佳选择。我们以碳为基础的半导体研究是世界领先者。中士说。

威斯康星-密尔沃基大学的科学家们也发现了一种新的碳基材料——氧化石墨烯，这种材料是由碳家族的魔法材料——石墨烯制成的，用于用碳代替硅。

据了解，石墨烯具有非常强的电导率和热导率，远远超过硅和其他传统半导体材料，科学家认为，石墨烯有望在未来取代硅作为电子元件。我国十三五规划材料科技创新特别规划指出了发展的关键领域，石墨烯碳材料技术、单层薄层石墨烯粉体技术、柔性电子元件大规模制备技术、石墨烯粉体高效分散和高催化活性碳基材料及应用技术。