这是中国芯片最新辉煌时刻,国内首条碳基集成电路生产线在重庆正式量产。洁净车间里,身着防尘服的技术人员监控着国产设备,一片片8英寸碳基晶圆接连下线,每片晶圆将切割成100多颗碳基芯片,标志着我国芯片产业正式迈入碳基时代。

这条由北京大学重庆碳基集成电路研究院主导的生产线于2025年6月正式宣布量产,它承载的不仅是技术突破,更是中国芯片产业“换道超车”的战略突围。
当全球芯片巨头在3纳米、2纳米工艺上艰难推进时,硅基芯片其实已在撞向物理极限的高墙。摩尔定律的辉煌正在消散,晶体管尺寸缩小至1纳米后,量子隧穿引发的漏电效应和短沟道效应将成为无法逾越的天堑。碳纳米管直径仅1-2纳米,相当于头发丝的五十万分之一,却蕴藏惊人潜力。电子在其中的迁移速度比硅快约10倍,使碳基芯片的理论性能可达硅基芯片的上百倍,功耗却降至几分之一。碳基芯片用28纳米工艺即可实现7纳米硅基芯片的性能。

这条生产线的诞生,背后是一场25年的技术长征。北京大学彭练矛院士、张志勇教授领衔的团队,自2001年起在国家专项支持下,从单根碳纳米管研究起步,逐步攻克高纯度碳管提纯、十亿级晶体管集成等世界难题。2020年,团队在《科学》杂志发表突破性成果,证明碳基芯片性能超越硅基芯片。
生产线上十几台专用设备均为国产,部分由北大与研究院自主研发。核心技术“无掺杂制备法”跳过传统硅基芯片的离子注入掺杂步骤,摆脱了对光刻工艺的高度依赖。一条采用DUV光刻机的28纳米碳基生产线,即可对标需天价EUV光刻机的硅基3纳米产线。

“在硅基赛道超车不现实,必须换道!” 张志勇院长的断言,折射出中国芯片产业的战略觉醒。当一片片黑色碳基晶圆在重庆生产线流动时,它们承载的不仅是晶体管的三维集成,更是一个国家对技术自主权的重构。从硅基到碳基,这场材料革命正将中国推向下一个芯片时代的潮头,这里没有光刻机的枷锁,只有纳米碳管中奔腾的电子,宣告着一场真正的超车已经开始。
打压和制裁只会成为我们前进和超越的动力。