有了石墨烯芯片，中国就可以不要光刻机了？

文章来源：infoq陈思

石墨烯虽然带来了好消息，却也引发了不小的争议…

用石墨烯实现芯片弯道超车，恐怕不易

2020 年 10 月，在上海举行的国际石墨烯创新大会上，国产 8 英寸石墨烯晶圆正式亮相。

不同于目前的硅基晶圆，该晶圆是由碳元素为基底构成的晶圆，一旦投入量产，这种晶圆就可以用于生产全新材质的芯片。当时也有人预测，石墨烯芯片或许会改写全球芯片发展的轨迹。

对于中国来说，石墨烯芯片的意义更加重要。

制造是国产芯片一直以来的一块心病。自从被美国商务部添加到贸易实体名单之后，国内不少企业失去了能够代工芯片的合作伙伴，随着美国在芯片领域的对华政策一再收紧，中国芯片制造掣肘的情况日趋严重。

对于硅基晶圆的制造来说，光刻机必不可少，但是全球光刻机市场已经主要被美国操控；另一方面，光刻机工艺复杂，由 5 万个零件组成，核心组件的供应链仍然被美国垄断。

在这种情况下，中国如何能够在光刻机上打破限制成为了国产芯片发展的重要一环。

而石墨烯的出现带来了新的希望：在制造方面，中国可以获得自主权；在性能方面，目前已知石墨烯材料比硅基器件在速度、功耗等方面都有优势，我国若利用石墨烯在芯片上实现弯道超车，效果也是可期的。

虽然整体乐观，可问题同样存在。石墨烯材料在 加工高可控性、供应链、价格 等方面仍然不及硅基。扔掉光刻机？至少现在不行。

除了芯片，石墨烯最近的另一项进展也引发了巨大讨论。

2021 年初举办的某电动车论坛上，中国科学院院士欧阳明高公开表示：

“ 如果有人告诉你，这车能跑 1000 公里，几分钟充满电，还安全，成本又很低。以目前的技术来讲，他一定是骗子。”

而就在该论坛举办前不久，汽车制造商广汽埃安发布了一张全新电池科技的海报，其中就包含了上述字眼，更是提到了石墨烯材料：

此事也在网上引发讨论，对于“石墨烯电池”的质疑声渐渐多了起来。广汽也很快进行了回应：

“欧阳明高院士的意思是又要快充、还要续航长、还要便宜，不现实。1000 公里我们也可以 8 分钟充满，但是要同时配套相应的充电桩。今年广汽 1000 公里续航（车型）肯定要推出，快充（车型）也肯定要推出。但技术和推广是两个逻辑。”

作为近年来热度比较高的新兴科技概念，“石墨烯”三个字多次出现在科技公司的宣传广告里。早在 2016 年，就有车企尝试过将“石墨烯电池”用于电动车，可是由于成本及技术限制，这一想法最终作罢。

在广汽石墨烯电池事件发生后不久，有专家指出：目前并不存在真正意义上的“石墨烯电池”，也没有任何一家电池企业提出过这一概念，而“石墨烯电池”目前也并没有行业标准，因此，广汽的这一产品仍然是宣传概念为主。

除了石墨烯电池，在网上随便一搜就可以看到更多奇奇怪怪的“石墨烯产品”：石墨烯内衣裤、石墨烯面膜等等。可以这么说，正如前些年“纳米”概念盛行的时候，任何产品前面加上这两个字，价格就会翻个几倍，最近网络上的“石墨烯产品”基本上也都是如此。

但是，这并不意味着石墨烯就完全没有了研究前景。

中国在石墨烯研究上也具有独特的优势，从生产角度看，作为石墨烯生产原料的石墨，在我国储能丰富，价格相对低廉。

如前文所述，石墨和石墨烯有关的材料可以广泛应用在电池电极材料、半导体器件、透明显示屏、传感器、电容器、晶体管等方面。鉴于石墨烯材料优异的性能及其潜在的应用价值，在化学、材料、物理、生物、环境、能源等众多学科领域已取得了一系列重要进展。

研究者们致力于在不同领域尝试不同方法以求制备高质量、大面积石墨烯材料。并通过对石墨烯制备工艺的不断优化和改进，降低石墨烯制备成本使其优异的材料性能得到更广泛的应用，并逐步走向产业化。

总的来说，石墨烯产业化还处于初期阶段，一些应用还不足以体现出石墨烯的多种“理想”性能，而世界上很多科研人员正在探索“杀手锏级”的应用，未来在检测及认证方面需要面对太多挑战，有待在手段及方法上不断创新。

参考链接：

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