當前在移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、云計算、大數(shù)據(jù)等新興應用領域的帶動下，全球半導體產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)加速增長的發(fā)展趨勢。事實上，一直以來芯片都是中國科技領域的短板。盡管中國是世界最大的半導體消費國，目前國產(chǎn)芯片的自給率尚不足三成。

整個半導體產(chǎn)業(yè)遵循摩爾定律，不斷縮小晶體管尺寸以提升其性能。而業(yè)界認為，摩爾定律將在2020年左右達到終點，即硅材料晶體管的尺寸將無法再縮小，芯片的性能提升已經(jīng)接近其物理極限。

目前，全球集成電路芯片的器件中有約90%都源于硅基CMOS技術，而隨著晶體管尺寸的縮小，其后續(xù)發(fā)展亦越來越受到來自物理規(guī)律和制造成本的限制。

在為數(shù)不多的可能替代材料中，碳基納米材料特別是碳納米管被公認為最有可能替代硅材料。美國斯坦福大學、IBM公司的研究人員都在致力于該領域的研究。國際半導體技術發(fā)展路線圖近年來多次引用彭練矛團隊的工作，來證明碳納米管是一個重要的出路。

目前，該團隊已在實驗室實現(xiàn)了碳材料的醫(yī)用傳感器，用來檢測血壓、心跳和血糖等生化指標。由于碳材料與人體兼容性高，且有良好的柔韌性，這種傳感器可以完美貼合皮膚，讓人感覺不到它的存在。

此外，碳材料還可以感光，用在夜視裝備上不僅可以達到極高的清晰度，且對不發(fā)熱的物體也能成像，遠勝于紅外熱像儀。這使它在汽車輔助駕駛系統(tǒng)以及打造監(jiān)控攝像頭方面大有用武之地。

而且，在當今物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造的六大市場中（可穿戴智能傳感器，智能家庭應用，醫(yī)療電子，工業(yè)自動化，汽車輔助駕駛，智慧城市），碳材料已經(jīng)確定可以切入其中四個。

目前國產(chǎn)芯片大多應用在消費類領域，而在對穩(wěn)定性和可靠性要求相對更高的通信、工業(yè)、醫(yī)療及軍事等領域，國產(chǎn)芯片與國際先進水平差距較大，尤其是一些技術含量很高的關鍵器件，比如高速光通信接口、大規(guī)模FPGA、高速高精度ADC/DAC等，還完全依賴國外供應商。

電子發(fā)燒友網(wǎng)資深分析師老邢對此發(fā)表了幾點看法：

1．碳基納米材料特別是碳納米管被公認為最有可能替代硅材料。碳納米管由于其良好的電學性能、優(yōu)異的力學性能，在質(zhì)量、微力、氣體、位移等物理量的測量方面也具有廣闊的應用前景。

2．我國的碳納米管晶體管研發(fā)技術領先世界，北京大學電子系教授彭練矛及其研究團隊始終致力于開發(fā)尺寸更小、速度更快、功耗更低的碳管半導體器件和集成電路，成功用碳納米管研制出了芯片的最基本元器件——晶體管。

3．我國應該提升對基本元器件研發(fā)的重視程度，加大這方面的研發(fā)力度。相對于一些時髦的新應用技術，類似芯片這樣的基礎性研究應該獲得更多的關注，因為它對于一個國家的科技實力提升起著更為核心和支撐的作用，是我國芯片產(chǎn)業(yè)未來在全球取勝的關鍵之一。

4．芯片領域還在期待更大突破，需要借助領先的技術優(yōu)勢，我國在碳基晶體管的研發(fā)成果將提高我國開發(fā)具有競爭力的芯片解決方案，倘若能研發(fā)出商用碳基芯片（從而來取代硅基芯片），則我國將能在芯片研制技術上趕上甚至超過國外同行水平。

可以預見，碳芯片技術至少5年之后才看到商品的雛形，形成產(chǎn)業(yè)化的東西或許還得更長，而從目前市場化資金來看，風險投資只投入5年之內(nèi)有可能變現(xiàn)的高成長項目和企業(yè)。

因此，芯片領域還在期待更大突破，需要借助領先的技術優(yōu)勢，整合內(nèi)外部資源，有效建立本地研發(fā)團隊，并快速開發(fā)出具有競爭力的領先解決方案，建設健康發(fā)展的半導體芯片產(chǎn)業(yè)生態(tài)，將更有機會實現(xiàn)半導體芯片業(yè)的強國之夢。