科技时代，芯片的重要程度已不言而喻。然而，我国由于起步较晚，在芯片生产技术方面与欧美日等国相比仍处于弱势地位。
此前，美国一纸禁令封锁华为的芯片供应的行为更是让我国意识到了拥有芯片自主技术的重要性。
然而让人振奋的是，近些年来，我国在碳基芯片的研究上不断传来好消息，比如此前华为的“石墨烯场效应晶体管”专利的公布就引发了多方的关注。
那么，我国能否凭借碳基芯片改变自己在芯片方面的不利态势呢？
碳基芯片与传统的硅基芯片又有哪些不同之处呢？
根据材质进行划分，目前市场上使用的主流芯片基本都为硅基芯片。
从20世纪50年代以来，硅，锗等半导体取代了较为笨重的电子管开始被人们所重视。
20世纪60年代，硅基材料凭借着在耐高温，抗辐射方面更好的性能表现，开始取代了锗在半导体材料中的主导地位。
此后，以硅为代表的半导体材料在集成电路方面的应用为人类的生活提供了极大的便利。
为提高芯片性能，人们不断尝试提高集成电路上单位面积可容纳晶体管的数量。
1965年，摩尔曾提出“约每两年，在保持原有价格情况下，集成电路上面可容纳晶体管数便可扩大一倍，性能也将提高一倍”的规律。
过去几十年中，芯片行业的发展速度也的确印证了摩尔的预言。
不过，近些年，伴随芯片尺寸的不断缩小，对于芯片生产工艺的考验越来越大，硅基芯片的发展速度似乎将要到达瓶颈，想要继续保持这一提升速度的难度也不断提高。传统硅基芯片的发展速度开始放缓。
那么，这是否意味着在芯片性能方面，未来人类将受困于硅基芯片的性能极限，无法再获得更多突破了呢？
事实并非如此。
科学家们已瞄准了一种被称为“碳基芯片”的新型芯片的研究。
那么碳基芯片与传统的硅基芯片有什么不同呢？
碳元素与硅元素属同族元素，在地球上广泛存在，二者在化学与物理属性上均十分相似。
碳基芯片是以“碳纳米管、碳化硅石墨烯”等材料为核心的芯片，它不同于传统的硅基芯片，而是由一种高级的纳米工业技术中产生。
根据IBM 的理论计算，假如完全按现有二维平面框架设计，碳管技术相比于硅基芯片有着15 代的技术优势。
同时，斯坦福大学的相关研究也表明，碳管技术未来有可能将常规的“二维硅基芯片技术”，发展为“三维芯片技术”。
这种改变将可能会使芯片的综合能力提升至目前的1000 倍以上。
因此，许多人都将碳管视为理想的“硅晶替代品”。
不同于硅基芯片自上而下的“雕刻”制备方法，使用碳纳米管制备的碳基芯片则采用了自下而上的制作方法，也就是通过使用碳纳米管自下而上地进行搭建。
这一过程有些类似于搭建积木的过程，而一个个碳纳米管就类似于一块块“积木”。
想要使用碳纳米管制备芯片，首先便需要生产出大量高纯度且长度符合要求的碳纳米管。
其次，便是将这些碳纳米管整齐排列并固定到芯片的相应位置上。
尽管理论上可行，性能上也有优势，但近20年间，碳基芯片却迟迟未得到突破，背后的原因是什么呢？
原来，矛盾之处在于想要制作碳基晶体管，就需要对碳纳米管材料进行掺杂。但这样一来就使碳基芯片失去了原有的性能优势，一切似乎陷入了“死局”。
于是，许多科学家都在这一方面进行了研究。
其中做得最好的，要属来自美国的 MIT 舒克拉团队和我国的北大彭练矛团队。舒克拉团队研究出了一种被称作Mixed的技术来解决碳纳米管的掺杂问题，以控制沉积金属等电极材料的方式来对晶体管进行控制。
2020年6月， MIT的舒克拉团队在《自然·电子学》杂志上发表了论文。他们改进了一种“将衬底浸没在纳米管溶液中”的沉积技术，不过这一点其实并不新鲜，只是展示了制备薄膜的一些细节。
但意义较为重大的一点在于，他们的工作是在商业硅基线上进行的，这意味着碳纳米管集成电路通过工业设备进行制造成为了可能。
另一方面，我国也取得了重要进展，彭练矛团队推出了“无掺杂制备方法”，解决了碳纳米管的掺杂问题。
他们放弃了对于碳管的掺杂，而是借助对接触金属的功函数的调节来对器件进行极性调控。并且相比于舒拉克团队，北大团队在高性能碳基晶体管与高质量碳纳米管材料的研究方面，更具备领先优势。
2020年5月，彭教授团队已实现对于碳基半导体材料的提纯纯度达99.9999%以上的技术，这一技术为将来的碳基芯片的研制，有着重要意义。
那么，既然碳基芯片性能如此优越，并且我国在这一方面的研究具备一定优势，是否就意味我国可以借此机会在芯片方面弯道超车了呢？
目前来看，想要达到这一效果还是比较困难的。
事实上，关于碳基芯片的研究目前尽管取得了一定进展，但当前碳基技术仍处在实验室阶段，目前碳纳米管芯片的集成度最高仅达到了几万个晶体管，而先进的硅基芯片则达到了上百亿个，二者间差距仍相当巨大。
其集成成熟度仍不够，想要从学界研究过渡到工业量产仍有较长的路要走。
首先，要实现碳芯片技术的产业化，需要资金，时间的投入，未来假如没有像硅基集成电路的高达千亿元量级的投入与10至15年的时间进行研发，碳基芯片技术不可能成熟。
其次，碳芯片产业化之后更可能会首先在传统半导体技术不太适合的领域进行发展，比如高性能薄膜与传感电子以及当前传统半导体技术无法触及的亚毫米波甚至太赫兹的电子技术等领域进行发展。
不过，尽管目前碳基芯片的研究仍然任重道远，但这对我国而言这仍不失为一个发展的机会。各位朋友，你们怎么看待碳基芯片技术呢？
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