??集成電路是現(xiàn)代信息技術(shù)的基石，隨著摩爾定律逐漸逼近極限，尋找硅材料替代品顯得尤為迫切。下一條集成電路材料“賽道”在哪里？日前舉行的東方科技論壇吸引了國內(nèi)多位專家參與研討。目前，相比于石墨烯、二維材料等選項(xiàng)，碳納米管呼聲相對較高，被認(rèn)為是比較有希望取代硅的未來電子材料。

如今，世界上最領(lǐng)先的集成電路工藝已經(jīng)達(dá)到7納米，想要做得更小，硅材料在散熱、功耗等方面就呈現(xiàn)出短板。早在2006年，國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖委員會就認(rèn)為，摩爾定律將在2020年達(dá)到極限。故此，他們推薦碳基納電子學(xué)（包括碳納米管和石墨烯）作為可能在未來五至十年內(nèi)顯現(xiàn)出商業(yè)價(jià)值的下一代技術(shù)。根據(jù)測算，在步入10納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)后，碳納米管的芯片性能和功耗都比硅芯片有了明顯改善。例如，從硅基7納米技術(shù)到5納米技術(shù)，芯片速度大約提升20%，而碳納米管基7納米技術(shù)的芯片速度將提升300%。

盡管碳納米管被認(rèn)為未來前景可期，但在實(shí)際研發(fā)中仍遇到了不少問題。北京大學(xué)信息學(xué)院教授、納米器件物理與化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任彭練矛告訴記者，由于碳分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，很難像硅材料一樣通過摻雜其他物質(zhì)改變性能，因此在需要可塑性N型晶體管的研制上一直沒有進(jìn)展，其性能也未能超越硅材料。

碳納米管要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，尚有很長一段路要走。彭練矛表示，碳基集成電路研制是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，除了材料學(xué)，還涉及微納加工技術(shù)、電子器件設(shè)計(jì)與制備、系統(tǒng)集成等多個(gè)領(lǐng)域。他還建議，我國要盡快建立碳基電子學(xué)國家戰(zhàn)略。

華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院馬於光教授同樣認(rèn)為，2020年是一個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)。目前，美、歐、日、韓等國紛紛啟動投入高達(dá)數(shù)十億美元的研究計(jì)劃，大力支持和推動下一代電子技術(shù)的材料研究。他還表示，除集成電路外，我國要突破光刻機(jī)、鋰電池、射頻器件等一系列“卡脖子”技術(shù)，很大程度上取決于材料科學(xué)的研究進(jìn)展。眼下，高性能分子材料與現(xiàn)代電子技術(shù)的融合，已到了從基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向應(yīng)用的關(guān)鍵時(shí)期。