中國電子報報道，5月26日，北京元芯碳基集成電路研究院宣布，由該院中國科學(xué)院院士北京大學(xué)教授彭練矛和張志勇教授帶領(lǐng)的團隊，經(jīng)過多年研究與實踐，解決了長期困擾碳基半導(dǎo)體材料制備的瓶頸，如材料的純度、密度與面積問題。他們的這項研究成果已經(jīng)被收錄在今年5月22日的《科學(xué)》期刊“應(yīng)用物理器件科技”欄目中。

目前，大到航空航天、金融保險、衛(wèi)生醫(yī)療等領(lǐng)域，小到智能手機、家用電器等數(shù)碼家電所使用芯片絕大部分采用硅基材料的集成電路技術(shù)，該項技術(shù)被國外廠家長期壟斷，國內(nèi)電子產(chǎn)品所需要的芯片則大多依賴進口。據(jù)統(tǒng)計，中國每年進口芯片的花費高達3000億美元，甚至超過了進口石油的花費。

“采用硅以外的材料做集成電路，包括鍺、砷化鉀、石墨烯和碳，一直是國外半導(dǎo)體前沿的技術(shù)。而碳基半導(dǎo)體則具有成本更低、功耗更小、效率更高的優(yōu)勢，更適合在不同領(lǐng)域的應(yīng)用而成為更好的半導(dǎo)體材料選項。我們的碳基半導(dǎo)體研究是代表世界領(lǐng)先水平的。”彭練矛院士說。

以企業(yè)應(yīng)用為例：與國外硅基技術(shù)制造出來的芯片相比，我國碳基技術(shù)制造出來的芯片在處理大數(shù)據(jù)時不僅速度更快，而且至少節(jié)約30%的功耗。碳基技術(shù)在不久的將來可以應(yīng)用于國防科技、衛(wèi)星導(dǎo)航、氣象監(jiān)測、人工智能、醫(yī)療器械等多重領(lǐng)域。由于碳基材質(zhì)的特殊性，它能讓電路做到像創(chuàng)可貼一樣柔軟，這樣的柔性器械，如果應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⑹够颊邠碛懈邮孢m的檢查體驗；因碳基材質(zhì)特點，在一些高輻射、高溫度的極端環(huán)境里，采用碳基技術(shù)制造出的機器人將更好的代替人類執(zhí)行危險系數(shù)更高的任務(wù)；談到個人應(yīng)用：碳基技術(shù)若應(yīng)用到智能手機上，因其擁有更低的功耗，將使待機時間更加延長。“現(xiàn)在我們用手機看電影3個小時的可能就沒電了。若將手機植入碳基技術(shù)的芯片，至少可以看上9個小時的電影都不會斷電，且手機開多少個程序都不會出現(xiàn)卡頓。”北京元芯碳基集成電路研究院研發(fā)部負責(zé)人許海濤說。

據(jù)了解，碳基技術(shù)也是發(fā)達國家一直研發(fā)預(yù)替代硅基的新技術(shù)。由于我國碳基技術(shù)起步較早，目前的技術(shù)是基于二十年前彭練矛院士提出的無摻雜碳基CMOS技術(shù)發(fā)展而來，近年來取得了一系列突破性的進展，極大地提升了我國在世界半導(dǎo)體行業(yè)的話語權(quán)。