高密度高纯半导体碳纳米管阵列的制备和表征

近期，美国商务部发布声明称，全面限制华为购买采用美国软件和技术生产的半导体。

在半导体领域，美国对中国的打压愈加咄咄逼人，这将倒逼半导体提速国产化进程。

然而最近北京集成电路研究院传来重大利好消息，这次不是“弯道超车”，而是要“造路超车”。

▲北京大学电子系教授张志勇

26日，由中国科学院院士北京大学教授彭练矛和张志勇教授带领的团队，经过多年研究和实践，解决了长期困扰碳基半导体材料制备的瓶颈，比如材料的纯度、密度和面积等问题。

这个突破究竟对我国半导体行业有何重大意义呢？

目前，包括航空航天、医疗卫生、金融保险、家用电器等多个领域所使用的芯片，几乎都是采用硅基材料的集成电路技术。

更要命的是，这项技术被国外制造商长期垄断，国内大部分电子产品都需要依赖国外进口。

有数据显示，我国每年进口芯片额度高达3000亿美元，甚至超过了进口石油的金额。

由于美国加大半导体行业限制，打破国外垄断迫在眉睫，但这次不仅是要打破垄断这么简单，而是要完美跨越所有硅基半导体技术的专利壁垒。

硅基半导体做集成电路，一直都是国外半导体前沿的技术。

然而碳基半导体更具优势，包括更低廉的成本、更小的功耗、更高的效率等，更适合在不同领域应用。

由于碳基材料的特性，在一些高辐射、高温度的极端环境下，碳基技术造出的机器人能更好替代人类执行危险系数更高的任务，此外其柔韧性更加适合应用在医疗器械领域。

从个人应用来看，碳基技术应用到智能手机上，能够使待机时间更长。

而从企业级应用来看，与国外碳基技术造出来的芯片相比，我国碳基技术造出的芯片在处理大数据时更快，至少节约30%功耗。

▲高密度高纯半导体碳纳米管阵列的制备和表征

在不久的将来，该技术可以应用于国防科技、卫星导航、人工智能、气象监测、医疗器械等多个领域。

一直以来，西方发达国家都在研发碳基技术来替代硅基技术，不过由于我国在碳基技术领域起步较早，目前的技术是基于20年前彭练矛院士提出的无掺杂碳基CMOS技术发展而来，近些年更是取得一系列突破性进展。

彭练矛院士直言，“我们的碳基半导体研究是世界领先水平的。”

有分析人士称，由硅胶基向碳基转变直接掀桌子，又一次洗牌开始了。基础研究一个突破就是一次革命！这就是直接革欧美半导体的命。

随着中美在科技领域竞争愈发激烈，我们也可以发现近些年，凡是量子通信、大数据、人工智能、区块链等新兴尖端技术，中国势必是走在最前列的，我们完全有理由相信我们能赢。
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