在信息技术日新月异的今天，硅晶体管的不断变小，推动着芯片性能的不断进步。但当摩尔定律逐渐走到物理极限，硅晶体管缩小变得越来越难，硅材料作为半导体产业的基石已逐渐显露出局限。

碳纳米管因其卓越的物理、电子和化学属性成为热门研究对象，而以半导体碳纳米管为基础的晶体管，作为先进微电子器件中硅晶体管的替代品，将成为构建下一代计算机的基本单元。目前国内外研究团队都在碳纳米管晶体管领域取得了显著进展，这不仅为碳基芯片的实用化铺平了道路，也预示着一场科技革命即将到来。

高密度、高纯度的半导体碳管阵列的成功制备，标志着碳基电子器件的一大突破。这种材料不仅具备优异的电性能，其100nm栅长碳管晶体管的峰值跨导和饱和电流分别达到0.9mS/μm和1.3mA/μm（在1V电压下），而且室温下的亚阈值摆幅仅为90mV/DEC。这些指标远超传统硅基CMOS器件，显示出碳基技术的巨大潜力。

北京碳基集成电路研究院的研究表明，与传统硅基技术相比，碳基芯片在处理大数据时不仅速度更快，且至少节约了30%的功耗。彭练矛教授团队的研究显示，采用90纳米工艺的碳基芯片有望实现与28纳米技术节点硅基芯片相当的性能和集成度；而28纳米工艺的碳基芯片则能媲美7纳米技术节点的硅基芯片。这一发现意味着碳基芯片的性能比相同技术节点的硅基芯片领先三代以上。

麻省理工学院的研究团队通过优化纳米管沉积溶液工艺，将少量纳米管溶液高效沉积在晶圆上，使制造过程加速超过1,100倍，同时降低了成本。这一成果不仅提升了碳纳米管场效应晶体管（CNFET）的制造效率，还为碳纳米管在工业场景中的商业化应用开辟了新路径。

碳基技术展现出巨大潜力，其核心难题——如何实现高性能碳管晶体管的批量制备和集成——已被中国团队攻克。这项成就不仅推动了碳基电子器件的发展，还为国防科技、卫星导航、气象监测、人工智能和医疗器械等多个领域提供了新的技术支持。

展望未来，随着碳纳米管技术的成熟和应用拓展，碳基芯片将在信息技术领域扮演越来越重要的角色。从智能手机到超级计算机，从物联网到自动驾驶汽车，碳基技术都将为我们带来更高效、更低功耗的电子设备。在这一过程中，科研人员的创新精神、工程技术的精进以及对环境影响的考量，共同构成了推动人类社会进步的强大动力。

参考了1篇资料：

1. 北大与MIT硬核较量：后摩尔时代,「碳基半导体」成为中美竞逐新焦点_澎湃号·湃客_澎湃新闻-The Paper