重大突破！国内首条碳基芯片生产线诞生，绕开EUV光刻机限制

健康生活 2025年07月23日 19:25 1 admin

北京大学重庆碳基集成电路研究院主导建设的碳基芯片生产线于今年6月份在重庆启动，这代表着国内芯片技术真正实现弯道超车，摆脱了目前硅基芯片技术一直受制于ASML的EUV光刻机的困境，为中国芯片开辟了新道路。

碳基芯片技术的较量，其实早在数年前就已在中美之间展开，中国的北大团队领先一大截，除了北大团队的技术研发进展更快之外，也与国内的基础材料技术产业更扎实分不开。

2017年北大彭连矛和张志勇带领的团队就已在碳纳米管方面取得突破，制备出5纳米栅极碳纳米管COMS器件，2019年美国的麻省理工团队才构建了碳纳米管的16位处理器，此后中美在碳基芯片技术方面的较量主要就是在北大和麻省理工这两家大学间展开，在《自然》、《科学》杂志上出现的多篇碳晶体管的论文也多由这二者发布。

2017年北大团队构建出由大约2500个晶体管组成的CPU，性能相当于Intel早期的80486；2019年麻省理工搞出的碳纳米管CPU，晶体管数量高达1.4万个，但是性能却不过是相当于80386，其中的关键就在于中国在碳基材料方面的优势。

中国北大团队构建的碳纳米管纯度达到99.999999%，而麻省理工团队构建的碳纳米管纯度为99.9999%，纯度的差异直接导致了两者CPU性能的巨大差异，凸显出中国在材料基础科学方面走在了美国前面。

自从北大团队在碳纳米管技术研发方面取得突破之后，北大团队继续推进碳基芯片技术的研发，与此同时碳基芯片的商业化也在推进之中，而在这个过程中，材料的研发就成为商业化的关键，这方面中国各方齐心协力，稳步推进。

2018年中国就已筹建4英寸碳基晶圆生产线，并很快就制备出4英寸5微米栅长的碳基晶圆，随着4英寸碳基晶圆的成功量产，配套的芯片设计、光刻、封装等技术也在跟进，这些技术都坚持自主研发，完全采用国内的设备，避免技术受制于人。

不过4英寸碳基晶圆的成本仍然过高，对于民用来说，经济性不高，导致碳基芯片在民用方面应用不多，而在军用等方面据说一直都在推进当中，只是这些就不是大众能了解的了。

2023年中国一家企业成功制备出8英寸碳基晶圆，碳纳米管纯度最高已达到99.99999999%，已达到经济成本，芯片性能也极大提升--纯度越高，那么性能提升就越大，这与碳纳米管自身的特性有关，这意味着碳基芯片的商用化正在到来。

如今北大重庆碳基集成电路研究院筹建国内第一条碳基生产线，意味着商业化进程正式开始，代表着碳基芯片真正走向成熟，或许在不久就能真正看到民用的碳基芯片。

中国加速碳基芯片商用化，也在于国内芯片产业发展的急迫性，由于受制于ASML的EUV光刻机，中国在推进5纳米及以下工艺面临巨大困难，开发新的芯片材料可以突破这一困境，而碳基芯片的商用很可能是其中最快、最成功的道路。

美国与中国在碳基芯片上竞赛，同样与当下的硅基芯片技术逐渐达到极限有关，普遍认为台积电、Intel在10纳米以下就是数字游戏，并非真正的技术突破了，他们只是通过其他技术革新，提升了芯片性能，就将它定义为新一代的工艺，因此美国也在推进芯片新材料的研发，而如今显然中国在芯片新材料方面走在了美国前面。

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