文/球子 稽核/子揚 校正/知秋
經過數十年的發展，傳統的矽基晶片的延伸已經逼近極限，想要延續摩爾定律，必須要尋找新的發展方向。
目前來看，業界一緻看好更換晶圓原材料的解決方案，其中碳基晶片替代矽基晶片的呼聲最高，同時也是各國研究機構和晶片廠商研究的方向之一。
碳基晶片優勢突出
所謂碳基晶片，就是以碳基材料制成的碳納米半導體晶片，而得益于碳材料擁有更卓越的電子特性，碳基晶片已經被國内外晶片研究機構以及制造企業認定為最有機會取代矽基晶片的次時代技術。
根據業内的研究結果來看，通過納米碳制造的半導體，在實驗的環境中，碳基內建電路的功耗綜合表現要優于目前技術的50倍。
唯一無法确定的是，碳基晶片的性能究竟表現，是否會超越矽基晶片，這些問題還有待進一步深入研究。
最關鍵的是，碳基晶片的制造還具有成本低和準入門檻低的優點。據悉，制造碳基晶片的納米碳材料不需要較高的溫度，極易完成三維異構內建。
不僅如此，碳基晶片隻需采用相對比較簡單的平面器件工藝，便能實作先進的5nm工藝制程。
而在生産碳基晶片所需的制造裝置方面，得益于這類晶片的諸多優勢，在制造過程中完全可以延續矽基晶片所使用的晶片制造裝置，最關鍵的是，即便生産碳基晶片的裝置落後目前最先進裝置三代的情況下，也依舊能夠生産出性能強大的矽基晶片。
這也就意味着，如果矽基晶片能夠實作生産，對于晶片代工企業來說，也算是一個好消息，因為，他們不用付出更高的成本去更換制造裝置，從矽基晶片領域轉型到碳基晶片也更輕松。
對于大陸晶片制造而言，在新的碳基晶片賽道，有希望突破卡脖子。
要知道，大陸目前晶片的主要短闆還是集中在制造環節，由于沒有先進的EUV光刻機裝置，晶片制造技術一直卡在成熟工藝節點。
而EUV光刻機裝置卻被荷蘭ASML壟斷，加上相關晶片規則的限制，國内的晶片廠商無法購買。
碳基晶片的出現，讓大陸在制造環節有了突圍可能，畢竟，這類新型晶片隻需使用普通的裝置便能生産，進而繞開進口先進的光刻機這一環節。
國産晶片能否在碳基晶片方面實作超車？
從理論上來講，碳基晶片隻要不涉及先進的制造裝置，大陸晶片通過研究碳基晶片便能徹底實作彎道超車，從此告别被“卡脖子”。
不僅如此，在2021年IMEC的會議上，碳基晶片被專家再次認定為打破晶片實體極限的方法之一，是以，大陸朝碳基晶片方向加大研究準沒錯。
但需要注意的是，碳基晶片的研究還處于初級階段，距離量産還有很長的一段路要走，因為，研究碳基晶片的研究需要克服更多的技術困難，碳基晶片的研究更像是在新的晶片領域探索，沒有任何過去經驗作為參考，難度可想而知。
根據筆者了解，目前大陸已經有企業開始在碳基晶片方面進行研究，并且，碳基材料更是被列入“十四五”規劃當中。
寫到最後
不可否認的是，碳基晶片的研究難度的确很大，但這卻是大陸改變晶片壟斷格局的最佳之路。筆者相信，在大陸晶片企業共同努力之下，碳基晶片一定能夠實作商用，讓國産晶片駛入新的領域。