国产芯片弯道超车？中国碳基芯片领域突破关键技术不用光刻机？

　　提到芯片，很多人都会相当美国对我国芯片的卡脖子，导致我国目前的芯片急剧匮乏，华为麒麟芯片出现严重不足，就连高通的芯片进入中国市场，也设下了层层阻碍。其中主要的原因：中国科技水平已经实现弯道超车的局面，让西方许多科技大国受到威胁。
　　芯片到底有多大的能力，让高新技术企业都纷纷地加入到这一场没有硝烟的战场，国产芯片何时才能走出来？中国科技发展威胁到全球科技大佬
　　在手机领域，中国手机已经销量已经赶上国际大牌，比如国产手机华为、荣耀、小米、红米、OPPO、VIVO、IQOO、一加等等席卷全球的局势，霸占全球市场。而这也让曾经有名的三星、LG、苹果等陷入了尴尬的局面。
　　在汽车领域国产企业，也出现迅猛发展的局势，国产汽车长城、魏派、比亚迪、吉利、五菱等等国产汽车品牌也逐渐的成为世界关注焦点，汽车的发展也是离不开芯片。
　　最近，VOLVO出现芯片不足的情况，导致部分生产线暂停，一方面受到西方国家疫情影响，复工复产难度高，导致全球芯片短缺。
　　现在的中国，在各个高新技术领域，对芯片的要求都存在非常大的需求。但西方卡脖子的手段，让我国的高新技术企业，意识到芯片只能掌握在自己手中，以中芯国际为首，华为、小米、腾讯、阿里等纷纷假如到国产芯片研发。国产碳基芯片能否改变芯片格局
　　2020年5月22日，北京大学电子学系彭练矛院士和张志勇教授团队实现了碳基半导体材料提纯的纯度超过99。9999，这一技术为将来的碳基芯片的研制，有着非常重要的意义。
　　根据该团队的这一技术，碳基芯片不需要光刻机，中国芯片实现弯道超车的话题，引起网络热议。站在国家的立场上，这项技术确实是一个非常有意义的研究，对于是否能改变芯片格局，我们继续往下聊。
　　北京大学团队介绍，这次发现的碳基半导体材料，能够在1微米的空间放下100200根碳纳米管（1根碳纳米管的直径1。450。23nm）。如此细小的碳纳米管要怎么放置呢？难道是用镊子一个一个的安装吗？
　　关于如此微小的碳纳米管如何安装？这我们要了解当的硅基芯片，晶体管的方式及安装原理，这样来解释碳基芯片的碳纳米管安装才是有意义的。当前硅基芯片的制作离不开的设备为光刻机。在制作之前，各个芯片设计公司首先完成芯片设计并且实现设计在掩模板，它就类似于一个放大版的芯片结构图，同时，他也是光刻机制作芯片必不可少的设计图纸。光线通过掩模板，将设计图投射在光刻胶上。
　　在几年被制作之前，首先在表面覆盖议程光刻胶，光刻后紫外线通过掩模板，把预先设计稿的电路图，透过掩模板照射在光刻胶是，形成微处理器的每一个电路图案。
　　曝光后的光刻胶被融化，如果去掉多余的部分，内部的结构将会和设计图纸一样，非常复杂。再经过蚀刻、离子注入等芯片制造过程，最终形成一个晶体管。
　　一个芯片的设计制造是非常复杂的过程，碳基芯片半导体材料的研制目前只是其中的一个关键环节，但是要实现在上面精确的设计和制造出复杂的晶体管电路图，还需要更多高精尖的设备。
　　而这种设备就类似光刻机，目前我国因为没有光刻机，导致芯片极度匮乏，现在的碳基芯片难道又会卡在这个关键设备上吗？没有光刻机，碳基芯片还能量产吗？
　　随着我国这些年的对碳基芯片的不断研究，工艺也日趋成熟，在实验室中成功研制出了碳晶体管，但是都是相对独立的。如果要将此多的碳晶体管串联起来，最终形成一块完整的芯片，绝非易事。
　　实验室曾经透露过，采用化学的方式，将单个碳晶体管放置在硅晶片中，目前科学家最多只能同时放置几百个碳纳米管，如果实现当前芯片的千万个硅晶片的数量，这样的方式显然是不可能的。
　　科学家们还发现，如果要把碳晶体管准确地排布在晶片上，必须要做更加精确的刻蚀技术，目前拥有如此微小的光刻技术，光刻机能做到5nm。
　　刻蚀是光刻后，用腐蚀变质的那部分光刻胶腐蚀，晶圆表面就显出半导体器件及其连接的图形。然后用另一种腐蚀液对晶圆腐蚀，形成半导体器件及其电路。
　　根据刻蚀的工作原理，可以发现实际上它的前期还是需要光刻技术，显然要做好晶体管，光刻机技术将会成为我国不可逾越的屏障。不过我国不少科研单位，早已入局这项领域，碳纳米管无掺杂CMOS技术，解决了碳基集成电路的一系列基础问题，发展了高性能碳管CMOS晶体管和光电器件的批量制备技术，并率先实现了中等规模的碳基集成电路制备。
　　碳基芯片是否真超越硅基芯片？
　　网上很多地方都说碳基芯片比硅基芯片强十倍以上，如此优秀的性能，为什么一直以来没有得到关键技术突破呢？尤其是西方国家，拥有光刻机，拥有芯片制造技术为什么不研制呢？
　　实际上，美国在近日已经公布了第一个碳基芯片RV16XNano，并且成功执行程序，这对芯片史上具有历史意义的里程碑。这块碳基芯片包含14000个碳晶体管，具备16为寻址能力，使用RISCV指令集。
　　专业团队分析，这款芯片的性能和30年前硅基芯片差不多，与当前热门的硅基芯片完全不是一个数量级的。为什么会出现这种情况？
　　其中主要的原因是目前的手机芯片，一小块就拥有60多亿晶体管，频率达到2GHz以上，每秒几十亿次信号处理。而从晶体管数量上来看，美国这款碳基芯片完全和当前热门的硅基芯片完全不是一个数量级的存在。但是却能达到如此水平。
　　我们可以设想一下，如果我们将碳基芯片的晶体管数量达到60多亿晶体管，最终效果一定会超过当前热门的硅基芯片。既然碳基芯片如此强大，那么为什么美国不研制碳基芯片呢？