其实早在2008年，ITRS研究报告曾明确指出，未来的研究重点应聚焦于碳基电子学。

除了是芯片产业的“明日之子”，碳纳米管晶体管对我国芯片产业更有别样的意义。今年，美国对我国的芯片技术的进出口管制进一步收紧。华为首当其冲，而华为背后是整个国内产业链受到了冲击。

我国的碳纳米材料研发起步较早，近期北大团队的研究成果更是在全世界范围内“先声夺人”。在“自研”的重要性被外力无限放大的今天，碳纳米管技术方面的优势不容忽视。

碳纳米管半导体到底是什么？用碳纳米管做替代可行吗？这是不是一招妙棋？这就是智东西今天要回答的问题。

一、偶然被发现的半导体产业“明日之子”

半导体早期发展阶段，晶体管由锗制作。发现锗材料制成的芯片难以承受高温工作条件后，研究人员翻开元素周期表，选出与锗属于同族、储量更足、耐热性更好的硅成为替代。

相比硅材料的“按图索骥”，碳基半导体材料被发现要偶然得多。碳纳米管由碳分子管状排列而成，可看作是由单层石墨卷成了一个“圆筒”，需要由石墨棒等碳材料经特殊方法制备而成。

1991年，日本物理学家饭岛澄男就职于日本筑波市的NEC（日本电气）基础研究所，专长于纳米科学、电子显微镜学等领域。

当时，饭岛用高分辨透射电子显微镜，观测用电弧法产生的碳纤维产物，意外发现了碳纳米管。饭岛澄男曾在美国、日本指导大量中国学生，2011年，饭岛澄男当选为中国科学院外籍院士。

▲饭岛澄男

通过对碳纳米管材料的研究，人们发现它具有相比硅基材料更为优异的半导体特性，特别是在高迁移率、纳米尺寸、柔性、通透性、生物可兼容性方面。这些优异特性意味着碳基集成电路将具备高速率、高能效的优势。