随着摩尔定律逐渐失效，寻求硅以外的替换材料成为行业的一大方向，而碳纳米管则被看作一个有希望的替代品。5月26日上午，半导体行业观察记者从北京元芯碳基集成电路研究院举办的媒体发布会上了解到，由该院中国科学院院士北京大学教授彭练矛和张志勇教授带领的团队，经过多年研究与实践，解决了长期困扰碳基半导体制备的瓶颈，如材料的纯度、密度与面积问题。他们的这项研究成果已经发表在今年5月22日的《科学》期刊“应用物理器件科技”栏目中。这项研究成功的意义预示着碳纳米管技术正在快速走向成熟，走向产业化。

碳纳米管的优势挑战

集成电路的发展要求CMOS晶体管在持续缩减尺寸的同时提升性能，降低功耗。随着主流CMOS集成电路缩减到亚10 nm技术节点，采用新结构或新材料对抗场效应晶体管中的短沟道效应、进一步提升器件能量利用效率变得愈加重要。

“采用硅以外的材料做集成电路，包括锗、砷化钾、石墨烯和碳，一直是国外半导体前沿的技术。碳基半导体也是一种选项，具有成本低、功耗小、效率高的优势，适合在不同领域应用而成为未来半导体材料的重要选项。”彭练矛院士说到。

北京元芯碳基集成电路研究院院长，中国科学院院士、北京大学教授彭练矛

在诸多新型半导体材料中，半导体碳纳米管因具有超高的电子和空穴迁移率、原子尺度的厚度和稳定的结构，所以是构建高性能CMOS器件的理想沟道材料。2009年，半导体技术发展路线图委员会（ITRS）将碳基纳米材料列入延续摩尔定律的未来集成电路技术选项。