眾所周知，我國在半導體產業方面受制於人，其中很大一部分原因在於，生產和製造晶片的裝置難以實現國產化，尤其是前道光刻裝置的光刻機，在多個核心零部件方面始終落後歐美日韓一大截，加上美國禁止ASML公司對我國出口最先進的EUV光刻機，因此當前我國迫切需要一個新的半導體產業軌道，最好能繞開半導體產業原來的產業鏈。

眾所周知，當前的半導體產業是在矽圓片的基礎上加工而成的，屬於矽基晶片，基於矽的原理，因此在製造晶片的時候需要光刻機，那麼如何能夠規避光刻機而製造晶片呢？

實際上早在上個世紀六七十年代，就有科學家提出了碳基晶片，用碳奈米管來做傳導，可以實現遷徙率超過矽電晶體的

1000倍，而且功耗還是後者的1/10，可惜由於當時材料技術未能跟得上，因此發展上相對滯後，只是偏於理論。

不過近年來，隨著我國在半導體產業重大障礙的出現，這一理論逐漸獲得了重視，並且產業和企業乃至國家科研單位紛紛加入相關研究，其中石墨烯這條路線，被很多中國的企業所看好。

石墨烯可謂是

超級材料，它可以應用的範圍幾乎可以涵蓋我們生活的方方面面，英國兩位科學家也因為它還拿下了

2010年的諾貝爾物理學獎。

石墨烯

號稱可以

“秒天秒地秒神仙”的絕佳材料，它強度是鋼的200倍，還具備極強的導熱、導電性、柔韌性、透光性等特點，所以石墨烯在新能源電池、鋰電池導電劑、防腐塗料、柔性顯示屏、感測器等方面都有非常好的應用前景。

石墨烯本質上是就是碳，就跟鑽石、石墨一樣，都是碳元素的同素異形體，也就是和小朋友用的鉛筆裡的筆芯是同一種東西，那這麼普遍的東西，為何我們之前沒發現呢？

原因在於石墨烯是以一種非常特殊的形態存在在我們世界，在發現石墨烯之前，所有

已知的元素都是以三維形態呈現的，但是石墨烯這個材料很特殊，甚至有些反常規，它是以二維的形態展現在我們面前，也可以理解為它就是單層的石墨

，

原因

就是

，

其厚度僅為

0。335

奈米，相當於一根頭髮的

20

萬分之一

。

正是因為它這特殊的二維結構，讓它有了諸多常規材料無法達到的優點，而正是因為石墨烯太過於全能了，這也讓市場充滿了諸多石墨烯概念的產品。

比如，石墨烯保暖衣、石墨烯紅外線內褲、石墨烯洗面奶、石墨烯油漆等等，甚至最近有家國內車企廣汽集團旗下的埃安

高調宣稱自己的新能源汽車中的石墨烯電池已經達到

8分鐘充滿80%電量的水平！

實際上我國對於石墨烯的產業化，一直保持著開放和鼓勵的態度，對於這一類新材料的應用支援度也較高，

畢竟中國申請的石墨烯專利數量，在全球所佔的比例已經接近70%，可以說我國正在引領全世界石墨烯產業的探索和發展。

其中一個很重要的方向就是，用石墨烯作為矽基晶片的材料，

因為一旦將石墨烯製成碳機晶片，效能可以超過矽基晶片的

10倍，耗電量直接下降75%，換句話來說用28奈米的光刻機，就能製造出1nm製程的晶片了。

但是目前的處境在於，

石墨烯的製造一直都相對困難，這也造成石墨烯的價格居居高不下，每克價格能高達5000元，是黃金的10多倍，相關研發人員分散，團隊規模均比較小，

因此對我國科研和產業化而言，一直都是懸而未決的問題。

對此我國專門在北京成立了北京石墨烯研究院，從

2018年10月開始揭牌執行，

由中科院院士劉忠範擔任院長

，經過三年發展如今已經達到了260人的規模，

計劃要實現1000人左右的研發人員規模，並且還建立了石墨烯薄膜生產示範中心。

更重要的是，北京石墨烯研究院還首創了“研發代工”，換句話來說，讓更多的石墨烯人才全部聚集在研究院，透過規模化和集約化，而且是在全產業鏈的條件下，承接企業的研發需求，加速我國的石墨烯核心技術研發和成果轉化。

在今年4月份，北京石墨烯研究院就實現了六英寸石墨烯晶圓的製備，正在為石墨烯晶圓取代矽圓片，探索用於製造晶片的成熟商業化做準備。

這就相當於當初張忠謀創立臺積電是一樣的，臺積電是全球首個承接晶片代工的公司，當初這一模式也並不被人所看好，但是臺積電透過這一模式如今已經成為了市值千億級的企業，並且掌握了晶片最尖端的技術。

而目前北京石墨烯研究院的研發代工模式，也是基於同樣的理念，相信隨著我國石墨烯相關人才的增加，以及成果的轉化，將會輸出一個又一個的科技產品，甚至有可能把碳基晶片製造成功，一旦成功，也就意味著臺積電所主導的矽基晶片產業模式，將很快走向結束。

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