昨天，北京元芯碳基集成电路研究院举办媒体发布会，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材料制备的瓶颈，如材料的纯度、密度与面积问题。他们的这项研究成果已经被收录在今年5月22日的《科学》期刊“应用物理器件科技”栏目中。
碳基技术也是发达国家一直研发预替代硅基的新技术。由于我国碳基技术起步较早，目前的技术是基于二十年前彭练矛院士提出的无掺杂碳基CMOS技术发展而来，近年来取得了一系列突破性的进展，极大地提升了我国在世界半导体行业的话语权。
碳基半导体材料制备取得突破
据国家海关数据统计，中国每年进口芯片的花费高达3000亿美元，甚至超过了进口石油的花费，位列国内进口商品第一位。“芯片国产化”已经成为国家未来长期重要的发展战略。
目前芯片绝大部分采用硅基材料的集成电路技术，该项技术被国外厂家长期垄断。由于摩尔定律的日渐式微，当下的硅基芯片技术即将碰触极限。采用硅以外的材料做集成电路一直是国外半导体前沿的技术。
相比于硅基，碳基半导体具有成本更低、功耗更小、效率更高的优势，更适合在不同领域的应用而成为更好的半导体材料选项。碳基技术也是西方发达国家一直研发预备替代硅基的新技术。斯坦福大学的研究表明，碳管技术有望将常规的二维硅基芯片技术发展成三维芯片技术，这至少能将当前芯片的综合能力提升1000倍以上。
本次彭练矛团队在《科学》杂志发表的成果，标志着碳管电子学领域、以及碳基半导体工业化的共同难题被攻克。这将极大地提升了我国在世界半导体行业的话语权。
“我们的碳基半导体研究是代表世界领先水平的。”彭练矛院士表示。与国外硅基技术制造出来的芯片相比，我国碳基技术制造出来的芯片在处理大数据时不仅速度更快，而且至少节约30%的功耗。碳基技术若应用到智能手机上，因其拥有更低的功耗，将使待机时间大幅延长。
“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。而碳基半导体则具有成本更低、功耗更小、效率更高的优势，更适合在不同领域的应用而成为更好的半导体材料选项。我们的碳基半导体研究是代表世界领先水平的。”彭练矛院士说。
此前，美国威斯康辛大学米尔沃基分校的科学家也发现了一种全新的碳基材料——一氧化石墨烯，其由碳家族的神奇材料石墨烯合成，该半导体新材料有助于碳取代硅，应用于电子设备中。
据了解，石墨烯的导电、导热性能极强，远超硅和其他传统的半导体材料，科学家认为石墨烯未来有望取代硅成为电子元件材料。我国“十三五”材料科技创新专项规划指出重点发展领域，石墨烯碳材料技术方面，关注单层薄层石墨烯粉体、柔性电子器件大面积制备技术，石墨烯粉体高效分散与高催化活性纳米碳基材料与应用技术。
概念股全解析，早盘闻风涨停
今天早盘A股三大指数全线收绿，创业板指跌近1%，万得半导体指数下挫0.83%，但受碳基半导体突破新闻的影响，相关概念股开盘大涨。丹邦科技和银龙股份一字涨停开盘，分别封单17万手和15万手；中科电气收盘涨停，封单6.5万手；科创板公司金博股份上涨9.32%，楚江新材股价冲高后小幅回落，收涨6.31%。
市值方面，碳基半导体概念股中除楚江新材外均是市值百亿元之下的中小盘股。2019年净利润过亿元的公司有楚江新材、华丽家族、银龙股份和中科电气。
丹邦科技：自主研发的多层柔性量子碳基半导体薄膜具有多层石墨烯结构，将在智能手机、柔性OLED新一代显示、柔性半导体器件、大功率器件、动力电池等领域广泛应用。公司是世界上唯一有能力生产大面积两面都有带隙碳基薄膜材料的企业。上周，因公司发布延迟披露2019年年报并更换审计机构的公告而收到交易所关注函。5月20日盘中股价刷新2015年10月以来新低。
楚江新材：公司产品涵盖碳基、陶瓷基复合材料，全资子公司顶立科技具备第三代半导体材料碳化硅单晶从装备、材料到制品的一整套技术储备和产业化能力。
银龙股份：公司旗下天津聚合碳基研究院专注于碳材料的研究及应用。
中科电气：16年重大资产重组收购星城石墨，主营为碳素产品和碳基复合材料。
