大到航空航天裝備，小到羽毛球拍等體育用品，碳基新材料正在各個“物件”中大顯身手；制備出高密度高純半導體陣列碳納米管材料，并在此基礎上實現性能超越同等柵長硅基CMOS技術的晶體管和電路，展現出碳管電子學的優勢。現階段，碳基新材料猶如一顆冉冉升起的新星。

　　近日，工信部網站正式發布答復政協十三屆全國委員會第四次會議第1095號提案的函件。函件顯示，下一步，工信部將以重大關鍵技術突破和創新應用需求為主攻方向，進一步強化產業政策引導，將碳基材料納入“十四五”原材料工業相關發展規劃，并將碳化硅復合材料、碳基復合材料等納入“十四五”產業科技創新相關發展規劃，以全面突破關鍵核心技術，攻克“卡脖子”品種，提高碳基新材料等產品質量，推進產業基礎高級化、產業鏈現代化。

　　碳基芯片將被定義為下一代主流

　　芯片先進制程工藝正逐漸接近物理極限，想要進一步提升芯片性能，從材料突圍是重要途徑之一。IMEC（歐洲微電子研究中心）近日在公開會議上提出了四種延續摩爾定律、打破2納米硅基芯片物理極限的方法。經過討論，專家組最終達成一致意見，碳基芯片將被定義為下一個芯片時代的主流。

　　碳基材料在碳基納米材料基礎上發展，以碳納米管（CNT）、石墨烯為代表。ITRS研究報告曾明確指出，未來半導體行業的研究重點應聚焦于碳基電子學。制備出高密度高純半導體陣列碳納米管材料，并在此基礎上實現性能超越同等柵長硅基CMOS技術的晶體管和電路，展現出碳管電子學的優勢，碳基半導體被認為是后摩爾時代的顛覆性技術之一，碳基材料領域正蘊藏著全新機遇。

　　目前，國內研究機構在碳基材料（碳基半導體）領域取得了較為顯著的研究進展，解決了長期困擾碳基半導體材料制備的材料純度、密度和面積問題。但是，我國高端碳基材料尚未跨越從實驗室到市場的“死亡谷”，目前還沒有實現大規模商業化發展。

　　對新興產業的研發是一個“道阻且長”的漫長周期，至少要確保十年以上的資金投入，綜合算下來，對碳基材料研究所需要的資金數額可達幾十億元。由于投資回報前景不明朗，直到現在還沒有太多國內企業關注到該領域的研究價值。

　　國內碳基半導體產業化突破可期

　　產業發展，政策先行。可喜的是，在碳基材料引發各方關注之際，有關部門率先對碳基材料領域給予了政策支持。業內有觀點認為，碳基半導體有望助力國內半導體產業快速發展。相信在相關政策的有力支持之下，國內碳基半導體的產業化之路可以形成突破。

　　值得一提的是，即將出臺的政策覆蓋的領域非常廣闊，并不僅僅局限于半導體領域。比如，“碳化硅復合材料”這一關鍵詞就與碳化硅寬禁帶半導體材料有所差異。芯謀研究研究總監宋長庚向《中國電子報》記者表示，碳化硅復合材料，是指多晶碳化硅作為材料的骨架或者增強相，或許并不是用來做集成電路的單晶碳化硅。“復合材料主要具備強度高、重量輕的優點，比如在大飛機上，為了減重，就會用很多復合材料。”宋長庚對記者說。

　　另一關鍵詞“碳基復合材料”也非常值得關注。公開信息顯示，碳基復合材料是以碳纖維（織物）或碳化硅等陶瓷纖維（織物）為增強體，以碳為基體的復合材料的總稱，主要在航空航天工業、能源技術、信息技術等領域有很好的應用前景。（記者 張依依）

　　 轉自：中國電子報