同道而行，實現超越前者，極其艱難。因為前者會用領先的優勢，設置各種障礙，阻礙後者超速超越。而實現“變革”——變道，走前者不一樣的道，反而易實現超越，因為新道上，無人為阻礙，只要車有多快，就多大速度，實現超差異道的前者。
自從1958年，傑克·基爾比，將五個鍺晶體管件集成在一起，從而誕生了人類歷史上第一塊集成電路。相對傳統的晶體管，這次創新變革，實現了微小型化、高集成化、低功耗、智能化、高可靠性、低成本等優點，開創了電子技術歷史的新紀元。
但是以鍺為材料的器件耐熱性差，工作不穩定，且稀有，難以大批量生產。
1959年，作為一個富有遠見的領導者，英特爾創始人的羅伯特·諾伊斯，實現“變道”，走了不同於前者的“車道”，把多種元件放在單晶硅片上，用平面工藝將它們連接起來，可以大幅降低電路的尺寸，功耗以及成本。”從而實現了超越前者的變革。
羅伯特領導的“集成電路”變革，很快便擴散全球，半導體初創公司湧現，更多功能更強、結構更復雜的集成電路被髮明，半導體產業由“發明時代”進入了“商用時代”。
半導體電路集成，從沒有停止前進的步伐，晶體管尺寸越來越小。
以硅為原材料的芯片，其集成化程度越來越高，在製程工藝方面也逐漸逼近極限。14nm、10nm、7nm、5nm，在製程工藝7nm的硅基芯片，就開始了量子隧穿效應。在硅基製程工藝上，理論極限值為1nm。
驀然回首，硅基芯片在芯片的“皇位”上，已達60年，其亦出現了老態聾鍾，老眼昏花。在製程工藝方面，逐漸暴露出硅在速度、延遲性、光檢測的一些缺陷。
由於晶體硅可以看成正立方體。8個頂點就是8個硅原子的球心。故一個晶胞單位，容量就為一個硅原子大，也就是5nm的長度單位 只能放下10個不到的晶胞即硅原子。
在上圖的晶胞結構中，每個球，即為一個硅原子。如果是1nm，硅基的晶體，只能放入一個硅晶胞，量子隧穿效應，就會非常顯著，就造成電子無法按照規定的線路走，出現電子失控，這樣就會影響芯片的高性能。
在硅這條道路上，註定了只剩歸途。
芯片製程工藝，沒有最小，只有更小。按照摩爾定律，硅基芯片該退出“皇位”了，畢竟，科技的寶座，沒有永遠的皇帝，只有不斷湧出的變革的“後浪”，在代表著未來的變化。
誰能成為坐上“皇位？大道無常！
於是乎，各個國家的科學家都尋覓能代替“硅”的新皇帝，以期盼有的變革變化。於是許多科學家提了許多方案，例如，石墨烯、碳納米管、碳化硅、氮化鎵等。
至於有有些科學家提出在保留硅材料的前提下，也就是從架構的角度將硅材料以全新的方式進行配置，比如3D模式。這些只能苟延“硅基芯片的王朝”，但是不能起到根本性的變化。
想要有突破性的進展，改進是遠遠不夠的，唯有變革創新。
我國押注在碳基芯片，提出了利用碳納米管來取代硅的方案，因為，與硅原子相比，碳原子更小，且科學界普遍認為碳納米管自身的材料性能遠優於硅材料，碳管晶體管的理論極限運行速度可比硅晶體管快5～10倍，而功耗卻降低到其1/10。
也就是說，使用碳納米管材料，14nm製程工藝的碳基芯片，可以達到5nm製程工藝的硅基芯片；5nm製程工藝的碳基芯片，可以達到1nm製程工藝的硅基芯片。
可見，但從性能上講，碳基芯片的製程工藝，相比硅基芯片，在對光刻機的性能要求上，會顯著的降低。對於我國芯片發展，無疑是天賜良機！
無疑，碳納米管是極佳的晶體管制備材料，這也是為什麼我國會研究碳納米管的原因。
至於碳管晶體管的極難的提純問題，今年5月份，北京大學教授彭練矛和張志勇教授科課題組，採用多次聚合物分散和提純技術得到超高純度碳管溶液，並結合維度限制自排列法，在4英寸基底上製備出密度為120/μm、半導體純度高達99.99995%、直徑分佈在1.45±0.23 nm的碳管陣列，成功解決了長期困擾碳管集成電路的難題 ，驗證了碳基芯片已經具備批量化製備的可能性。
至於說，我國的碳基芯片方案能否終結硅時代，還要看後續的量產使用，但是最起碼，在爭奪芯片的“皇位”上，我國已經拿到了入場券。可以和其他國家一起同臺競技，不像以前一樣，連當觀眾的資格都沒有。
故此有了， 9月20日，北京大學官網信息顯示：9月17日上午，華為技術有限公司CEO任正非帶隊訪問北京大學，其深意意味深長，令人遐思。
更讓人振奮的消息還在後頭，9月16日當天，科研領域的國家隊——中科院代表人士“放話”，接下來將聚焦關鍵的核心技術，有效解決光刻機、高端芯片等方面等“卡脖子”問題。
可見，我國在碳基芯片這個新的“車道”上，已經開始佈局，可謂我國在高端芯片上，已經可以“聞得到”，至於“觸手可及”，預估最多不超5年！
至於說，更小採用量子位的量子芯片。當前已突破了經典集成電路基於二值邏輯的運算規則，有望突破傳統計算機的算力極限。但是量子計算機仍處於實驗室探索階段，而且對環境要求極為苛刻，需要在接近絕對零度（-273.15攝氏度）的環境下運行，距離真正的商用，還有很長的一段路要走！我國在這方面以潘建偉為首的科研團隊，早已經佈局！
故此說，碳基芯片，更有可能成為摩爾定律失效後芯片計算力的突破口！在美國封鎖華為和ARM即將被英偉達收購之後，國產半導體遇到了近年來最大的困境，而碳基芯片無疑我們帶來一縷曙光！
至於ASML的市場壟斷和美國的打壓，就會被打破，在芯片領域，不久，我們可大聲說：“讓芯片“卡脖子”，見鬼去吧！”
中國高端芯片，加油，未來可期！
