重大突破！國(guó)內(nèi)首條碳基芯片生產(chǎn)線誕生，繞開EUV光刻機(jī)限制

北京大學(xué)重慶碳基集成電路研究院主導(dǎo)建設(shè)的碳基芯片生產(chǎn)線于今年6月份在重慶啟動(dòng)，這代表著國(guó)內(nèi)芯片技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)彎道超車，擺脫了目前硅基芯片技術(shù)一直受制于ASML的EUV光刻機(jī)的困境，為中國(guó)芯片開辟了新道路。

碳基芯片技術(shù)的較量，其實(shí)早在數(shù)年前就已在中美之間展開，中國(guó)的北大團(tuán)隊(duì)領(lǐng)先一大截，除了北大團(tuán)隊(duì)的技術(shù)研發(fā)進(jìn)展更快之外，也與國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)更扎實(shí)分不開。

2017年北大彭連矛和張志勇帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)就已在碳納米管方面取得突破，制備出5納米柵極碳納米管COMS器件，2019年美國(guó)的麻省理工團(tuán)隊(duì)才構(gòu)建了碳納米管的16位處理器，此后中美在碳基芯片技術(shù)方面的較量主要就是在北大和麻省理工這兩家大學(xué)間展開，在《自然》、《科學(xué)》雜志上出現(xiàn)的多篇碳晶體管的論文也多由這二者發(fā)布。

2017年北大團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出由大約2500個(gè)晶體管組成的CPU，性能相當(dāng)于Intel早期的80486；2019年麻省理工搞出的碳納米管CPU，晶體管數(shù)量高達(dá)1.4萬個(gè)，但是性能卻不過是相當(dāng)于80386，其中的關(guān)鍵就在于中國(guó)在碳基材料方面的優(yōu)勢(shì)。

中國(guó)北大團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的碳納米管純度達(dá)到99.999999%，而麻省理工團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的碳納米管純度為99.9999%，純度的差異直接導(dǎo)致了兩者CPU性能的巨大差異，凸顯出中國(guó)在材料基礎(chǔ)科學(xué)方面走在了美國(guó)前面。

自從北大團(tuán)隊(duì)在碳納米管技術(shù)研發(fā)方面取得突破之后，北大團(tuán)隊(duì)繼續(xù)推進(jìn)碳基芯片技術(shù)的研發(fā)，與此同時(shí)碳基芯片的商業(yè)化也在推進(jìn)之中，而在這個(gè)過程中，材料的研發(fā)就成為商業(yè)化的關(guān)鍵，這方面中國(guó)各方齊心協(xié)力，穩(wěn)步推進(jìn)。

2018年中國(guó)就已籌建4英寸碳基晶圓生產(chǎn)線，并很快就制備出4英寸5微米柵長(zhǎng)的碳基晶圓，隨著4英寸碳基晶圓的成功量產(chǎn)，配套的芯片設(shè)計(jì)、光刻、封裝等技術(shù)也在跟進(jìn)，這些技術(shù)都堅(jiān)持自主研發(fā)，完全采用國(guó)內(nèi)的設(shè)備，避免技術(shù)受制于人。

不過4英寸碳基晶圓的成本仍然過高，對(duì)于民用來說，經(jīng)濟(jì)性不高，導(dǎo)致碳基芯片在民用方面應(yīng)用不多，而在軍用等方面據(jù)說一直都在推進(jìn)當(dāng)中，只是這些就不是大眾能了解的了。

2023年中國(guó)一家企業(yè)成功制備出8英寸碳基晶圓，碳納米管純度最高已達(dá)到99.99999999%，已達(dá)到經(jīng)濟(jì)成本，芯片性能也極大提升--純度越高，那么性能提升就越大，這與碳納米管自身的特性有關(guān)，這意味著碳基芯片的商用化正在到來。

如今北大重慶碳基集成電路研究院籌建國(guó)內(nèi)第一條碳基生產(chǎn)線，意味著商業(yè)化進(jìn)程正式開始，代表著碳基芯片真正走向成熟，或許在不久就能真正看到民用的碳基芯片。

中國(guó)加速碳基芯片商用化，也在于國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的急迫性，由于受制于ASML的EUV光刻機(jī)，中國(guó)在推進(jìn)5納米及以下工藝面臨巨大困難，開發(fā)新的芯片材料可以突破這一困境，而碳基芯片的商用很可能是其中最快、最成功的道路。

美國(guó)與中國(guó)在碳基芯片上競(jìng)賽，同樣與當(dāng)下的硅基芯片技術(shù)逐漸達(dá)到極限有關(guān)，普遍認(rèn)為臺(tái)積電、Intel在10納米以下就是數(shù)字游戲，并非真正的技術(shù)突破了，他們只是通過其他技術(shù)革新，提升了芯片性能，就將它定義為新一代的工藝，因此美國(guó)也在推進(jìn)芯片新材料的研發(fā)，而如今顯然中國(guó)在芯片新材料方面走在了美國(guó)前面。

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