换道超车！国产芯片绕开光刻机，用新模式颠覆台积电？

众所周知，我国在半导体产业方面受制于人，其中很大一部分原因在于，生产和制造芯片的设备难以实现国产化，尤其是前道光刻设备的光刻机，在多个核心零部件方面始终落后欧美日韩一大截，加上美国禁止ASML公司对我国出口最先进的EUV光刻机，因此当前我国迫切需要一个新的半导体产业轨道，最好能绕开半导体产业原来的产业链。

  众所周知，当前的半导体产业是在硅圆片的基础上加工而成的，属于硅基芯片，基于硅的原理，因此在制造芯片的时候需要光刻机，那么如何能够规避光刻机而制造芯片呢？

  实际上早在上个世纪六七十年代，就有科学家提出了碳基芯片，用碳纳米管来做传导，可以实现迁徙率超过硅晶体管的1000倍，而且功耗还是后者的1/10，可惜由于当时材料技术未能跟得上，因此发展上相对滞后，只是偏于理论。

  不过近年来，随着我国在半导体产业重大障碍的出现，这一理论逐渐获得了重视，并且产业和企业乃至国家科研单位纷纷加入相关研究，其中石墨烯这条路线，被很多中国的企业所看好。

  石墨烯可谓是超级材料，它可以应用的范围几乎可以涵盖我们生活的方方面面，英国两位科学家也因为它还拿下了2010年的诺贝尔物理学奖。

  石墨烯号称可以“秒天秒地秒神仙”的绝佳材料，它强度是钢的200倍，还具备极强的导热、导电性、柔韧性、透光性等特点，所以石墨烯在新能源电池、锂电池导电剂、防腐涂料、柔性显示屏、传感器等方面都有非常好的应用前景。

  石墨烯本质上是就是碳，就跟钻石、石墨一样，都是碳元素的同素异形体，也就是和小朋友用的铅笔里的笔芯是同一种东西，那这么普遍的东西，为何我们之前没发现呢？

  原因在于石墨烯是以一种非常特殊的形态存在在我们世界，在发现石墨烯之前，所有已知的元素都是以三维形态呈现的，但是石墨烯这个材料很特殊，甚至有些反常规，它是以二维的形态展现在我们面前，也可以理解为它就是单层的石墨，原因就是，其厚度仅为0.335纳米，相当于一根头发的20万分之一 。

  正是因为它这特殊的二维结构，让它有了诸多常规材料无法达到的优点，而正是因为石墨烯太过于全能了，这也让市场充满了诸多石墨烯概念的产品。

  比如，石墨烯保暖衣、石墨烯红外线内 裤、石墨烯洗面奶、石墨烯油漆等等，甚至最近有家国内车企广汽集团旗下的埃安高调宣称自己的新能源汽车中的石墨烯电池已经达到8分钟充满80%电量的水平！

  实际上我国对于石墨烯的产业化，一直保持着开放和鼓励的态度，对于这一类新材料的应用支持度也较高，毕竟中国申请的石墨烯专利数量，在全球所占的比例已经接近70%，可以说我国正在引领全世界石墨烯产业的探索和发展。

  其中一个很重要的方向就是，用石墨烯作为硅基芯片的材料，因为一旦将石墨烯制成碳机芯片，性能可以超过硅基芯片的10倍，耗电量直接下降75%，换句话来说用28纳米的光刻机，就能制造出1nm制程的芯片了。

  但是目前的处境在于，石墨烯的制造一直都相对困难，这也造成石墨烯的价格居居高不下，每克价格能高达5000元，是黄金的10多倍，相关研发人员分散，团队规模均比较小，因此对我国科研和产业化而言，一直都是悬而未决的问题。

  对此我国专门在北京成立了北京石墨烯研究院，从2018年10月开始揭牌运行，经过三年发展如今已经达到了260人的规模，计划要实现1000人左右的研发人员规模，并且还建立了石墨烯薄膜生产示范中心。

  更重要的是，北京石墨烯研究院还首创了“研发代工”，换句话来说，让更多的石墨烯人才全部聚集在研究院，通过规模化和集约化，而且是在全产业链的条件下，承接企业的研发需求，加速我国的石墨烯核心技术研发和成果转化。

  这就相当于当初张忠谋创立台积电是一样的，台积电是全球首个承接芯片代工的公司，当初这一模式也并不被人所看好，但是台积电通过这一模式如今已经成为了市值千亿级的企业，并且掌握了芯片最尖端的技术。

  而目前北京石墨烯研究院的研发代工模式，也是基于同样的理念，相信随着我国石墨烯相关人才的增加，以及成果的转化，将会输出一个又一个的科技产品，甚至有可能把碳基芯片制造成功，一旦成功，也就意味着台积电所主导的硅基芯片产业模式，将很快走向结束。