在芯片技術(shù)領(lǐng)域，一場(chǎng)關(guān)于碳基芯片的革新風(fēng)暴正在中國(guó)重慶悄然興起。北京大學(xué)重慶碳基集成電路研究院于今年6月正式啟動(dòng)的碳基芯片生產(chǎn)線，標(biāo)志著中國(guó)在芯片技術(shù)上邁出了具有里程碑意義的一步。這一突破不僅擺脫了當(dāng)前硅基芯片技術(shù)對(duì)先進(jìn)光刻機(jī)的依賴，更為中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟了一條全新的發(fā)展路徑。
碳基芯片技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)際上早已在全球范圍內(nèi)悄然展開(kāi)，尤其是中美兩國(guó)之間的較量尤為激烈。中國(guó)的北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域展現(xiàn)出了顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，這得益于其技術(shù)研發(fā)的迅猛進(jìn)展以及國(guó)內(nèi)扎實(shí)的基礎(chǔ)材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)支撐。早在2017年，北大團(tuán)隊(duì)就在碳納米管技術(shù)方面取得了重大突破，成功制備出5納米柵極的碳納米管CMOS器件，而美國(guó)的麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)直到2019年才構(gòu)建了碳納米管的16位處理器。
北大團(tuán)隊(duì)在碳基芯片領(lǐng)域的領(lǐng)先地位不僅體現(xiàn)在時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，更在于其技術(shù)成果的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，北大團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的CPU在晶體管數(shù)量相對(duì)較少的情況下，性能卻能夠超越麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品。這背后的關(guān)鍵，在于中國(guó)在碳基材料方面的深厚積累與獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。北大團(tuán)隊(duì)制備的碳納米管純度高達(dá)99.999999%，遠(yuǎn)超麻省理工學(xué)院的99.9999%，這種純度的差異直接導(dǎo)致了兩者CPU性能的顯著差異。
隨著北大團(tuán)隊(duì)在碳納米管技術(shù)研發(fā)方面的持續(xù)突破，碳基芯片的商業(yè)化進(jìn)程也在加速推進(jìn)。2018年，中國(guó)開(kāi)始籌建4英寸碳基晶圓生產(chǎn)線，并成功制備出4英寸5微米柵長(zhǎng)的碳基晶圓。這一過(guò)程中，芯片設(shè)計(jì)、光刻、封裝等配套技術(shù)也在同步跟進(jìn)，全部采用自主研發(fā)和國(guó)內(nèi)設(shè)備，確保了技術(shù)的自主可控。
然而，4英寸碳基晶圓的成本問(wèn)題一直是制約其民用化的關(guān)鍵因素。為了降低成本并提升性能，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)和企業(yè)不斷努力，終于在2023年成功制備出8英寸碳基晶圓，碳納米管純度更是達(dá)到了前所未有的99.99999999%。這一突破不僅使碳基芯片的經(jīng)濟(jì)性得到了顯著提升，更為其商用化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
如今，北京大學(xué)重慶碳基集成電路研究院籌建的國(guó)內(nèi)第一條碳基芯片生產(chǎn)線已經(jīng)正式啟動(dòng)，這標(biāo)志著碳基芯片的商業(yè)化進(jìn)程正式拉開(kāi)帷幕。隨著技術(shù)的不斷成熟和成本的進(jìn)一步降低，我們有理由相信，在不久的將來(lái)，碳基芯片將真正走進(jìn)千家萬(wàn)戶，成為推動(dòng)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要力量。同時(shí)，中國(guó)在芯片新材料方面的領(lǐng)先地位也將為全球芯片技術(shù)的革新和發(fā)展貢獻(xiàn)更多中國(guó)智慧和力量。
