當前在移動互聯網、物聯網、5G、云計算、大數據等新興應用領域的帶動下，全球半導體產業呈現加速增長的發展趨勢。事實上，一直以來芯片都是中國科技領域的短板。盡管中國是世界最大的半導體消費國，目前國產芯片的自給率尚不足三成。

整個半導體產業遵循摩爾定律，不斷縮小晶體管尺寸以提升其性能。而業界認為，摩爾定律將在2020年左右達到終點，即硅材料晶體管的尺寸將無法再縮小，芯片的性能提升已經接近其物理極限。

目前，全球集成電路芯片的器件中有約90%都源于硅基CMOS技術，而隨著晶體管尺寸的縮小，其后續發展亦越來越受到來自物理規律和制造成本的限制。

在為數不多的可能替代材料中，碳基納米材料特別是碳納米管被公認為最有可能替代硅材料。美國斯坦福大學、IBM公司的研究人員都在致力于該領域的研究。國際半導體技術發展路線圖近年來多次引用彭練矛團隊的工作，來證明碳納米管是一個重要的出路。

目前，該團隊已在實驗室實現了碳材料的醫用傳感器，用來檢測血壓、心跳和血糖等生化指標。由于碳材料與人體兼容性高，且有良好的柔韌性，這種傳感器可以完美貼合皮膚，讓人感覺不到它的存在。

此外，碳材料還可以感光，用在夜視裝備上不僅可以達到極高的清晰度，且對不發熱的物體也能成像，遠勝于紅外熱像儀。這使它在汽車輔助駕駛系統以及打造監控攝像頭方面大有用武之地。

而且，在當今物聯網創造的六大市場中（可穿戴智能傳感器，智能家庭應用，醫療電子，工業自動化，汽車輔助駕駛，智慧城市），碳材料已經確定可以切入其中四個。

目前國產芯片大多應用在消費類領域，而在對穩定性和可靠性要求相對更高的通信、工業、醫療及軍事等領域，國產芯片與國際先進水平差距較大，尤其是一些技術含量很高的關鍵器件，比如高速光通信接口、大規模FPGA、高速高精度ADC/DAC等，還完全依賴國外供應商。

電子發燒友網資深分析師老邢對此發表了幾點看法：

1．碳基納米材料特別是碳納米管被公認為最有可能替代硅材料。碳納米管由于其良好的電學性能、優異的力學性能，在質量、微力、氣體、位移等物理量的測量方面也具有廣闊的應用前景。

2．我國的碳納米管晶體管研發技術領先世界，北京大學電子系教授彭練矛及其研究團隊始終致力于開發尺寸更小、速度更快、功耗更低的碳管半導體器件和集成電路，成功用碳納米管研制出了芯片的最基本元器件——晶體管。

3．我國應該提升對基本元器件研發的重視程度，加大這方面的研發力度。相對于一些時髦的新應用技術，類似芯片這樣的基礎性研究應該獲得更多的關注，因為它對于一個國家的科技實力提升起著更為核心和支撐的作用，是我國芯片產業未來在全球取勝的關鍵之一。

4．芯片領域還在期待更大突破，需要借助領先的技術優勢，我國在碳基晶體管的研發成果將提高我國開發具有競爭力的芯片解決方案，倘若能研發出商用碳基芯片（從而來取代硅基芯片），則我國將能在芯片研制技術上趕上甚至超過國外同行水平。

可以預見，碳芯片技術至少5年之后才看到商品的雛形，形成產業化的東西或許還得更長，而從目前市場化資金來看，風險投資只投入5年之內有可能變現的高成長項目和企業。

因此，芯片領域還在期待更大突破，需要借助領先的技術優勢，整合內外部資源，有效建立本地研發團隊，并快速開發出具有競爭力的領先解決方案，建設健康發展的半導體芯片產業生態，將更有機會實現半導體芯片業的強國之夢。