国产石墨烯技术大突破，不用EUV光刻机也能造芯？专家：差得远

文/数码新一

最近国产8英寸石墨烯晶圆实现了小批量生产，这似乎让国产芯片实现“弯道超车”有了新的希望！因为按理论来说，只要在石墨烯制成晶圆上继续切片、刻蚀、离子注入、光刻等一系列操作就能摆脱EUV光刻机做出“碳基芯片”，简单点来说我们终于不用再被别人“卡脖子”了！

8英寸石墨烯晶圆

但现实真的能如我们想象的那样走下去吗？石墨烯芯片真的能成为国产逆袭的希望吗？

今天小编就来分析一下石墨烯的优点和缺点，看看它到底能不能取代传统的硅基芯片！

目前市场上芯片都是由硅构成，因此我们称之为硅基芯片，它的制造材料非常便宜且普遍，就是我们常见的沙子，如此也难怪雷军曾豪言要把芯片卖到沙子价，当然他失败了。

硅晶圆

回归正题，说到硅基芯片就不得不提到摩尔定律，根据摩尔定律的算法，芯片上的晶体管数每隔18-24个月就会增加一倍，同理性能也会翻上一倍。事实也是如此，芯片发展到现在基本也符合摩尔定律的推测，不管是国外的高通、苹果还是国内的华为基本都保持着稳定的升级，而作为他们的代工厂台积电也维持着一年一次工艺大升级。

台积电

目前台积电的工艺制程已经稳定在了5nm，且3nm已经提上日程，预计2021年上半年实现量产！不过值得注意的是，如果台积电的技术要再进一步会发生什么呢？那只有一种情况，就是台积电陷入瓶颈很难再往前一步，因为受到材料本身和量子物理的影响，硅基芯片已经到达它所能做到的物理极限，此时摩尔定律将会失效！但科技的发展显然是不会驻足的，因此科学家都在寻找新的材料来取代硅 ， 而石墨烯就是一个非常不错的选择。

石墨

石墨烯来源于石墨，我们常用的铅笔芯就是石墨，虽说如此但它们完全是两码事！石墨烯的发现非常有意思，就像牛顿被苹果砸了一下发现了万有引力，而石墨也是被人不经意间发现的。2004年英国两位的两位科学家在实验室用胶带反复的撕扯石墨薄片，撕着撕着就发现了单层碳原子，就凭这个发现两人获得了2010年的诺贝尔物理学奖，不得不感叹有时运气也是实力的一种！

单层碳原子

石墨烯的发现堪称科学奇迹，因为在无数的纳米材料中它最薄，只有0.335纳米，该怎么形容它有多薄呢？举个例子，我们的头发丝已经很细很小了吧，掉到地上可能找半天都找不到，然而石墨烯只相当于它的1/200000，几乎不存在了！

石墨烯

但这不代表石墨烯材料就差，论硬度它是钢铁的200倍，而且在导电性上更是比硅强100倍，导热上 比铜强10倍，可谓是非常强悍！因此国内外很多科技公司都非常关注它，像华为、特斯拉等都在对其深入研究。

石墨

不过石墨烯真正的作用还是用来做芯片，依据其本身的材料特性来看，用它制造的芯片性能将是传统硅基芯片的10倍以上，且功耗只有它的1/4 ，这样的芯片性能强、功耗低，极具发展前途！更关键的是，按照这种推测28nm的碳基芯片就相当于目前7nm的硅基芯片了，如此即便没有ASML的EUV光刻机也能生产出顶级芯片，卡脖子的困境也就迎刃而解了。

但也先不要高兴太早，碳基芯片不是你想造就能造的，石墨烯的价值是黄金的10倍之多，高达5000元/克。因此也只有一些科技巨头才能玩得起，如三星、英特尔、IBM这样的公司才能无所畏惧！当然了我国也有很大投入，截止2018年我国与石墨烯产业相关企业有7300多家，规模高达111亿元人民币，但他们的经营状况都很不乐观，因为前期基本没有变现的可能，只有不断的投入！

另外一个难点就是现有的技术提纯而出的石墨烯杂质多且成本高，想要量产石墨烯基本不可能，因为这个技术难题在全球还没有哪家公司破解，如此用石墨烯晶圆代替硅晶圆生产芯片暂时也就无从谈起了。据业内专家预测：石墨烯芯片至少还需要10-20年才有可能，因此差的还有点远！

当然这次国产8英寸石墨烯晶圆的出现代表这条路是走得通的，且硅基芯片发展到1nm时已经到了行业天花板，这时碳基芯片的春天将会来临，而中国在石墨烯领域手握37521件专利居世界第一，占世界总量的67%，这是巨大的优势，起码在未来石墨烯芯片技术成熟时我们能占得一席之地，而不是像现在这样毫无反抗之力！

最后，期待中国科技再次腾飞吧！