碳基芯片为什么无法实现？

现在大家都在说碳基芯片，这种芯片真的可以实现吗？许多专业人士称可能需要更加高端的光刻机，但你知道为什么需要更高端的光刻机吗？

全球科技发展到现在为止，仅寻找到硅与锗的性能较好，适用领域非常广泛。其中一般应用到半导体行业里的是硅，由于二氧化硅天生的属性，可以附着一层薄膜，从而稳定半导体金属特性，实现批量产出的能力。

→硅为什么可以作为半导体材料

众所周知，导体的导电性能强，半导体次之，而绝缘体导电能力最弱.。三者之间的秘密不仅于此，最主要还是因为半导体，拥有其他两者不具备的特性（即单向导电）。而在世界上，硅的存储量巨大，能排到第八位，成为资源丰富又成本低的材料。

许多人有一个误区，其实硅本身是不能导电的（例如我们常见的硅胶），并不属于导体范围。所以我们需要为硅进行掺杂处理使它具备导电性，硅分为单晶硅（可导电）与多晶硅（不导电），我们常用的就是单晶硅。通过直拉法（CZ）制造二极管或三极管等半导体器材，原硅则通过电弧炉来提炼硅石（使SiO2含量超过99%）。

这种晶体硅有三大特性：热敏性，它的电阻率会受到温度影响，当升温后，该硅电阻率则会大幅降低，反之亦然；光电性，这种硅材料会受到光源影响，没光时，则不太会导电，反之,则易导电；可控性，天然的硅原料不导电，所以电阻率较高，但对其摄入微量杂质后，便能改变它导电性，且变化明显，可根据杂质调控。

→碳基做芯片理论

芯片行业，我们差距在哪里？

顶尖企业屡屡被卡脖子 中兴通讯的“禁芯令”：2018年4月份，美国商务部对中兴通讯出口权限禁令，禁止美国企业向中兴出售零部件，这就是中兴禁芯事件的开始；到了2018年6月份，中兴和美国商务部达成和解，中兴被判罚10亿美元罚款，禁令和罚款，直接导致如日中

碳基导电是由具备sp2杂化轨道的碳基原材料，在连接原子中利用该杂化轨道从而产生拥有稳定性能的σ键（原子轨道沿键轴），并且让垂直在σ键上没有产生杂化pz轨道，以复叠方式的共轭冗结构，生成出离域电子，这样就能拥有导电性了。

说到碳原子是共有四个自由的电子，而它电子分离的还原性与接收电子的氧化性差不多，关键是碳原子仅有两层电子数，因此它的活泼性和导热性很强（强于硅），这让碳基的结构变得不稳定。值得一提的是， 碳和硅在同一主族，但硅具备更好的还原性。

芯片好坏主要和材质的密度，面积相关。理论上在稳定其性能（导热性与导电性以及还原性活泼性）后，将碳基分化后形成不错的半导体材料（不导电与导电两种），单一碳基芯片的成本较低，功耗也较低，而效率较高，是未来比较理想的一种半导体。

→如何实现？

碳基做导体不难，甚至非常简单，即便是一个普通人都可以做出碳基实验。目前，地球上已知的所有生物都属于碳基生物，因此，你把手放在电源上触电，就能引发碳基中的电子。碳基属性活跃，应用在荧光等领域。

但是想做半导体就有难度了，因为半导体不仅需要可以导电，还需要可控电阻。即便是硅元素，在随着半导体之间的nm数缩小，也需要Fen Fet 与SOI技术来阻隔电流，否则就会出现漏电现象。那么其光刻技术强大的同时，也需要运用到电阻罩原理隔断，然而这两项技术目前我们都没有。

综上所述，实现碳基是未来具备一定可能性的趋势，但不是当下技术能够实现的。所以做好优化系统与硬件，才是我们力所能及，且更加容易的事情，口号喊得震天响，并不会有任何实质性的帮助。对此，你们是如何看待的呢？