2005年，Intel先進(jìn)器件研究組發(fā)表的一篇文章指出，他們發(fā)現(xiàn)采用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體摻雜工藝無(wú)法制備出性能超越硅基CMOS的碳納米管器件。2006年，Intel公開(kāi)宣布放棄碳納米管方案。彭練矛告訴記者，由于了解到采用傳統(tǒng)摻雜方式無(wú)法制備出超越硅基技術(shù)的集成電路，他所在的團(tuán)隊(duì)很早就開(kāi)始探索無(wú)摻雜技術(shù)。2007年，該團(tuán)隊(duì)在碳納米管CMOS集成電路無(wú)摻雜制備方面取得了突破，2017年將碳基器件的尺寸縮減到5納米水平，其器件性能接近理論極限，綜合指標(biāo)超越了硅基器件的十余倍。到了2020年，該團(tuán)隊(duì)在規(guī)模用高性能碳納米管集成電路用材料的研究過(guò)程中再次取得了重要突破，首次達(dá)到大規(guī)模碳基集成電路用碳納米管陣列所需的純度和密度，并采用這種材料首先實(shí)現(xiàn)了性能超越硅基集成電路，電路的頻率超過(guò)了8GHz，比之前世界上最好的、由IBM團(tuán)隊(duì)2017年創(chuàng)造的280MHz的頻率提升了幾十倍。

　　“15年之后碳芯片技術(shù)有望成為主流芯片技術(shù)”

　　“在實(shí)驗(yàn)室，我們和美國(guó)的同事們已經(jīng)證明了碳納米管晶體管相較最先進(jìn)的硅基晶體管有十余倍的綜合優(yōu)勢(shì)。此外，基于碳納米管晶體管技術(shù)所能構(gòu)建的三維芯片框架，能把芯片性能成百上千倍地提高?！迸砭毭硎荆m然目前最復(fù)雜的碳納米管芯片的集成度只有幾萬(wàn)個(gè)晶體管，與先進(jìn)的硅基芯片的上百億個(gè)晶體管相比有天壤之別。但是，碳納米管技術(shù)能夠提供的芯片性能也是硅基芯片遠(yuǎn)遠(yuǎn)不可能達(dá)到的。與硅基半導(dǎo)體技術(shù)相比，目前碳基技術(shù)的集成成熟度還不夠，需要國(guó)家大力推進(jìn)。

　　談及碳芯片技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，彭練矛表示，首先需要投入資金和時(shí)間，沒(méi)有類似硅基集成電路千億元量級(jí)的投入和10-15年的研發(fā)時(shí)間，碳芯片技術(shù)是不可能成熟的。在這些前提條件下，碳芯片產(chǎn)業(yè)化應(yīng)該會(huì)在一些傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)不太適合的領(lǐng)域率先得到發(fā)展，例如對(duì)于未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)至關(guān)重要的高性能薄膜和傳感電子,包括柔性可穿戴電子等領(lǐng)域；其次是目前傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)夠不著的亞毫米波乃至太赫茲電子技術(shù)，特別是未來(lái)6G技術(shù)所需的能夠在90GHz以上頻段使用的集成電路技術(shù)。

　　“我國(guó)發(fā)展碳芯片面臨的最大挑戰(zhàn)不是來(lái)自技術(shù)，而是一個(gè)最根本的判斷：硅基半導(dǎo)體技術(shù)可以一直走下去，再主導(dǎo)芯片技術(shù)幾十年，而在這個(gè)過(guò)程中我國(guó)成功逆襲取得硅基芯片技術(shù)主導(dǎo)權(quán)。但未來(lái)芯片技術(shù)的發(fā)展情況可能不是這樣?！迸砭毭J(rèn)為，在國(guó)家重視且科研經(jīng)費(fèi)充足的情況下，預(yù)計(jì)3-5年后碳基技術(shù)能夠在一些特殊領(lǐng)域得到小規(guī)模應(yīng)用；預(yù)計(jì)在未來(lái)10-15年的時(shí)間內(nèi)，硅碳融合技術(shù)將成為主流；預(yù)計(jì)15年之后碳基芯片有望據(jù)其高性能、低功耗和多樣性的優(yōu)勢(shì)，隨著產(chǎn)品更迭逐漸成為主流芯片技術(shù)?！拔覀兿嘈趴茖W(xué)，堅(jiān)信既然科學(xué)已證明碳基芯片的天花板要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硅基技術(shù)的天花板，而相應(yīng)地成百上千倍的芯片性能提升也足夠支持未來(lái)的信息技術(shù)繼續(xù)發(fā)展幾十年。即使面臨再大的困難，也值得去堅(jiān)持?！?/span>