硅时代终结？《艾问艾诚》讲述中国如何引领新“芯片革命”！

2020年5月22日，《科学》公布重大成果，北大的张志勇和彭练矛团队制备出了纯度高达99.9999%的碳纳米管阵列，震惊世界。而在此之前，此工艺的最高记录是99.99%，由麻省理工于2019年创立。

为何只是多了两个9，却能让全球震惊？

科学家曾经预测，如果让碳纳米管芯片的性能比肩传统芯片，纯度至少要在99.9999%以上。而北大团队的此次成果，意味着碳材料已经接近实用化。

这预示着硅时代或将终结，一场新的“芯片革命”即将到来。

1958年，美国人罗伯特•诺伊斯发明了基于硅的集成电路，人类正式进入硅时代。此次创举，让美国成为硅时代的先行者，并在全球建立了完善的半导体产业链，在芯片产业领先至今，拥有无可争议的话语权。“硅谷”之“硅”，便是指制造芯片的主要材料——硅。

而中国若想实现芯片自主可控，有两条路可走，一条路是在硅基芯片领域构建起完整产业链，实现高端芯片自产自研，而这需要集结全国半导体企业之力，打通半导体产业链的所有环节，而目前中国在高端芯片领域还十分薄弱。

除此以外，几十年来，随着计算速度的提高，硅芯片的密度不断增加，其后续发展也越来越受到来自物理规律和制造成本的限制。有人曾把芯片比作房子，随着制程的提升，房间越来越小，但里面要装的东西却越来越多，无论如何“收纳”，总有一天，这个房间会“过载”。

也正是基于硅芯片不断暴露的这些缺陷，催生了另一条路——发明新材料，开辟新领域，引领一个新时代。

新时代会有基于新材料的全新逻辑和制造技术，而由此将会引发芯片设计厂商、芯片设备厂商、晶圆加工厂商的大洗牌，所有的技术积累或将全部清零。大家将会重新站在同一起跑线，正如美国先发现基于硅的集成电路，从此主导硅时代；谁主导了新材料，谁就将获得新时代的话语权。

碳基技术便是中国押注的新技术之一，据了解，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。可以说，碳基芯片的天花板要远远高于硅基技术的天花板。

中国在碳基技术方面研究成果显著。实现碳材料技术突破的北大彭练矛院士曾表示，在国家重视且科研经费充足的情况下，预计3-5年后碳基技术能够在一些特殊领域得到小规模应用；预计在未来10-15年的时间内，硅碳融合技术将成为主流；预计15年之后碳基芯片有望据其高性能、低功耗和多样性的优势，随着产品更迭逐渐成为主流芯片技术。

《艾问人物》（iask-media.com）观察到，全球的芯片竞争格局相对稳固，尽管技术不断革新，行业营收也不断膨胀，然而十几年来却并未发生太大变化，寡头垄断严重。然而，随着新的芯片革命的到来，全球的芯片格局必将发生巨大颠覆，机会马上到来，你准备好了吗？