什么是碳基芯片？“碳基芯片”会取代硅基芯片吗？

碳基芯片一般来说就是以碳基材料制作的碳纳米晶体管芯片。相比于传统的硅材料芯片，碳材料的电子特性似乎更加优越，而且随着硅材料芯片的极限制程即将面临瓶颈，在材料、技术和设计等方面都会出现物理限制，制造微小芯片的工艺难度也会增大，想要更加深入发展和研发芯片，寻找新的材料似乎已经是必需的，这时候特性优越的碳基材料会是一种非常不错的选择。关于碳基芯片的消息也一直广为流传，也被很多人认为以后很可能会取代硅芯片，就让我们拭目以待吧。尽管最近这些年我国的科技发展水平已经得到很大提高，特别是在半导体行业中取得了不少进步和突破，不过距离欧美发达国家仍然有不小差距，特别是在半导体领域，一些关键的核心领先技术依然掌握在欧美国家手中，这对于我们来说，发展半导体技术任重而道远。美国之所以能够对华为的不断打压限制，就是因为他们站在技术高点，这对于我们的科技发展造成了很大的阻碍，想要完成突破和封锁就只能迎难而上。如今我国的半导体制造行业正面临着被“卡脖子”的状况，我国在半导体材料、设计到生产的这一全产业链中缺乏核心技术以及较好的研发能力，很长时间以来都只能购买欧美的芯片。虽然这些年来我们已经很努力地去追赶，但是国内的半导体设计和制造工艺还未能达到先进水平，只能去买别人的东西，而且连最先进的光刻机我们想买都买不到。这样受制于人的情况，长期下去对我们是很不利的，别人一旦封锁和限制，我们就会举步维艰，就会阻碍我国实现现代化进程，提升自研芯片的技术水平势在必行。如今随着我国科学家在碳基芯片领域的不断摸索，已经是取得了一定的进展和突破，而且据说碳基芯片的性能会比硅基芯片性能要更加突出，这对于陷入困难局面的我国芯片行业来说是个好消息，如果能够在碳基领域得到发展和领先，或许可以对欧美半导体技术实现弯道超车，摆脱对于别人的技术依赖。不过想要用碳基芯片取代硅基芯片也还没有那么容易，虽然现在能够在实验室中制造出碳晶体管，但是想要拼接组合形成芯片量产还需要做大量的研制，将碳晶体管排布在晶圆片同样需要高精尖的技术才行，很多技术障碍仍然需要去攻克，因此想要完成商业化量产，还需要更多耐心和努力。不过相信我们的科学家，一定可以在未来完成更多的突破。

碳基芯片是以碳纳米管、碳化硅石墨烯等材料为核心的碳基芯片，碳基芯片的性能可能是硅基芯片10倍以上。

碳基芯片区别于传统硅基芯片，碳基芯片从一种高级的纳米工业技术中产生。碳基芯片和硅基芯片相比，性能或将提升 10 倍，据研究表明，同等工艺制造当中，碳基芯片表现出的优势要远远强于硅基芯片。

碳基芯片的延展性非常强，它可以做到普通芯片难以做到的事，比如可以用于一些折叠设备，而且重要的一点是，碳基芯片不需要光刻机也能完成制造，而且碳基芯片的用处可用于更加广泛的领域当中。

8月24日，银龙股份（603969）强势涨停，报4.21元。值得注意的是，该股成交量达到1.73亿，远超近期成交额。

工信部称，将以重大关键技术突破和创新应用需求为主攻方向，进一步强化产业政策引导，将碳基材料纳入“十四五”原材料工业相关发展规划，并将碳化硅复合材料、碳基复合材料等纳入“十四五”产业 科技 创新相关发展规划，以全面突破关键核心技术，攻克“卡脖子”品种，提高碳基新材料等产品质量，推进产业基础高级化、产业链现代化。

而银龙股份持有天津聚合碳基研究院51%股权，标的企业专注于碳基类产品研发，目前正与相关单位合作推进时速300-350公里高铁粉末合金制动系统的合作和时速400公里以上的碳基高铁刹车等项目，相关项目尚在推进中。

碳基材料将纳入十四五产业规划

近日，工信部表示将把碳化硅复合材料、碳基复合材料等纳入“十四五”产业 科技 创新相关发展规划。

碳化硅是第三代半导体材料之一，其介电击穿强度大约是硅的10倍，主要用于生产功率半导体器件，适用于高温、高压、高功率的场景。而碳基复合材料包括碳纳米管、碳纤维、石墨烯等，具有较多优异的力学、电学和化学性能，未来主要应用于国防 科技 、卫星导航、气象监测、人工智能、医疗器械等领域。

当前，我国正处于加快产业升级转型期，同时面临着美国强势的 科技 封锁。在以半导体为代表的传统高端产业方面，我国起步较晚，与国际先进水平差距较大，想要奋起直追世界领先水平，在国外竭力打压下，面临阻碍较大。

而碳化硅、碳基复合材料是当今世界 科技 界的新兴领域，尚处于行业起步阶段，国内外发展差距较小，有望成为我国 科技 产业弯道超车的重要赛道，因此受到国家高度重视。

其实，近年来国家高度重视颠覆性技术发展，十四五规划草案及国家多次会议、文件提及碳化硅等产业。

碳基材料核心分支

碳基材料主要可以分为碳化硅和石墨烯，碳化硅是第三代半导体材料之一，国内外厂商差距有限，国内厂商有望借助国家政策推动实现弯道超车。

在第一、第二代半导体材料领域，我国起步较晚，与国外差距较大。而在碳化硅等第三代半导体材料领域，国内厂商起步与国外厂商差距较小，且渗透率较低，国产替代空间巨大，在“十四五”等国家政策的密集推动下，国内厂商有望实现技术弯道超车。

今年3月两会期间，全国政协委员提出，第三代半导体是国家2030规划和“十四五”国家研发计划确定的重要发展方向，是我国半导体产业弯道超车的机会，要重点扶持、协同攻关第三代半导体产业，可以在国内重点扶植3-5家世界级龙头企业，加大整个产业链条的合作力度。

石墨烯被誉为“新材料之王”，具有优秀的力学特性和超强导电性导热性等特性，下游覆盖散热材料、新能源电池、柔性显示和复合材料等热门领域，并在未来有望完成对传统电容、锂电池材料的全面替代，行业正处于技术突破需求爆发的前夜。

全球石墨烯市场规模稳步增长，2020年末全球石墨烯市场规模为95亿美元，未来5年有望保持40%的复合增速。其中，中国市场规模约占30%，并有逐年提高的趋势，未来将成为全球最大的石墨烯消费国家。

目前，国内外石墨烯市场正处于起步阶段，产品尚未成熟，但市场增速快。石墨烯产业链上游的原料为石墨，中国是全球最大的石墨生产国；产业链中游主要为石墨烯的制备，其中氧化还原法常用来制备石墨烯粉体，化学气相沉积法常用来制备大尺寸的石墨烯薄膜。

下游需求方面，国内新能源领域占据四分之三的需求，包括新能源超级电容与锂电池导电剂，随着新能源 汽车 加速渗透，行业将迎来高增速。2020年，全球石墨烯导电剂市场规模20亿美元，年复合增长率约64%，石墨烯超级电容市场2021年底预计达到0.84亿美元，到2030年有望达到6.1亿美元，年复合增速超过20%。

东兴证券表示，碳基材料的意义不仅在于其本身的优异性能，其更是会对产业带来全方位的带动，第三代半导体器件主要的应用领域如新能源车、光伏和高铁等，未来的主战场都集中在中国，国内企业也与部分车企和家电企业等进行了配套和产业合作，国产器件逐渐导入终端产品供应链，为国内企业带来更多试用、改进的机会。我们认为碳化硅有望引领中国半导体进入黄金时代。

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