中国如何打赢与美国的芯片战争，除非终结硅时代，实现全面领先

漏电和散热不佳，就是硅芯片“过载”产生的问题。而且硅在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制，在高频下工作性能较差，不适用于高压应用场景，光学性能也得不到突破。

所以目前新的芯片革命正在酝酿，一旦新的材料时代到来，芯片将会以新的面貌出现，芯片设计厂商、芯片设备厂商、晶圆加工厂商原有的垄断格局将彻底打破，所有的技术积累都将全部清零，主导国际将会获得新一代技术控制权。

由于科学家并不难确定什么样的材料能够替代硅，所以提出了许多的方案，比如石墨烯、碳纳米管、碳化硅、氮化镓等。

中国则提出了利用碳纳米管来取代硅的方案，科学界普遍认为碳纳米管自身的材料性能远优于硅材料，碳管晶体管的理论极限运行速度可比硅晶体管快5～10倍，而功耗却降低到其1/10，因此是极佳的晶体管制备材料，这也是为什么中国会研究碳纳米管的原因。

在5月份的时候，张志勇教授-彭练矛教授课题组发展全新的提纯和自组装方法，制备高密度高纯半导体阵列碳纳米管材料，并在此基础上首次实现了性能超越同等栅长硅基CMOS技术的晶体管和电路，展现出碳管电子学的优势。

而中科院院士彭练矛教授认为，碳基电子将是国产芯片技术突围利器。这次彭练矛教授的突破就在于碳管电子学领域、以及碳基半导体工业化的共同难题被攻克，实现了超高半导体纯度、顺排、高密度、大面积均匀的碳纳米管阵列薄膜制造工艺，制备出首个超越相似尺寸的硅基CMOS的器件和电路。这也标志着中国碳基芯片已经具备批量化制备的可能性。

高密度、高纯度半导体碳管阵列的制备和表征

彭练矛认为：

目前中国芯片技术整体产业链面临着被“卡脖子”的状况，关键因素在于中国在芯片技术领域没有核心技术和自主研发能力，没有主导芯片从材料、设计到生产制备的全套技术中任何一个环节。相比传统的硅基技术，新一代的碳基电子及其信息器件具有更优异的性能，在包括数字电路、射频/模拟电路、传感器件、光电器件等所有半导体应用领域都具备革命性的应用前景。

“没有芯片技术，就没有中国的现代化。实现由中国主导芯片技术的‘直道’超车，就是碳基电子的定位和使命。碳基电子的终极使命就是在现有优势下扬长避短，从材料开始，全面突破现有的主流半导体技术，研制出中国人完全自主可控的芯片技术，在主流芯片领域产生重要影响。

如果中国可以率先实现碳基芯片量产商用，那么中国在这场战争之中将占据主导优势，而这还需要中国半导体企业的配合，只有他们将碳基芯片运用于实际之中，碳基芯片才可以得到长足发展，从而形成一个完善的生态链。