在2020中国国际石墨烯创新大会上，我国就展示了以石墨烯为材料的8英寸石墨烯单晶晶圆，这是我国在高质量石墨烯材料研究领域的创新成果。并且该科研团队已经完成了小批量生产，标志着我国石墨烯晶圆无论在产品尺寸还是质量上都处于国际“领跑”水平。
什么是石墨烯晶圆传统的晶圆是芯片生产中利用的硅晶片，紧张原材料是沙子，沙子被提炼之后形成超高纯度的多晶硅，然后通过熔炼、加入籽晶等办法后被拉成单晶硅锭，末了再通过打磨、切割后形成晶圆；芯片中的上百亿颗晶体管便是在上面通过溶解、刻蚀的一系列前辈的生产工艺后制作而成的，目前海内紧张利用的晶圆大小一样平常为8寸和12寸。
石墨烯晶圆的制作方法有所不同，其采取是通过在衬底上制备石墨烯的方法，将半导体或绝缘材料作为衬底，用来支撑晶圆上的器件，并且担保他们互不导通。目前生产技能比较成熟的是在Cu、Cu/Ni等金属衬底上生产石墨烯的工艺，该工艺均可以得到结晶质量好的满单层石墨烯。当然，由于金属上成长的石墨烯在进行后续的运用中不可避免的须要将其从金属衬底转移到目标衬底，在此过程中会带来破损、褶皱、界面污染、金属残留等问题，而在非金属基绝缘晶圆衬底表面直接成长石墨烯，可以得到覆盖度100%、无需转移、无金属残留的石墨烯晶圆，产品的良率更高。
目前石墨烯晶圆的生产办法种类也有很多，科学家们也在探求一种能够批量化生产的技能，北京大学、北京石墨烯研究院的刘忠范与孙靖宇教授在对非金属基石墨烯晶圆CVD制备的研究上，发明了一种基于传热和气体流动性子事理的石墨烯晶圆批量化制备方法，每一批次可以生产出30片4英寸的石墨烯晶圆。而这种方法也可以用在其他非金属衬底上面，为我国未来石墨烯晶圆批量化供应了一种经济化生产的新路子。
石墨烯晶体管
晶圆想要做成芯片，就须要在上面搭建出半导体晶体管，根据上海集成电路研发中央有限公司一项“石墨烯FinFET晶体管及其制造方法”的专利(公布号:CN107256887A )是这样先容的：
石墨烯晶体管的制作方法须要在石墨烯晶圆的石墨烯Fin薄膜上，通过离子注入工艺对石墨烯Fin薄膜进行调度，形成沟道和源极、漏极，然后分别沉积栅介质、栅电极等层次，再通过沉积和平坦化键合介质(第一介质)来键合其余一衬底，接着去除金属衬底，实现将石墨烯Fin薄膜转移到带有图形的衬底上面运用于鳍式场效应晶体管中作为沟道材料，从而提高了晶体管的电学性能。
目前环球90%以上的集成电路发展都源于硅基CMOS技能，国际半导体技能线路图（ITRS）委员会首次明确指出在2020年旁边硅基CMOS技能将达到其性能极限。石墨烯晶体管和碳纳米晶体管成为未来芯片的紧张研究方向之一，这两者同样都是由碳元素晶体管构成，以是被人们称之为碳基芯片。
我国石墨烯晶圆的发展历史
我国每年的芯片需求量巨大，但由于制作设备和工艺的缺失落，90%以上芯片依赖于入口，国产芯片自给率不敷三成，据2015的数据统计，我国大陆芯片的家当入口花费高达2307亿美元，比原油入口总额赶过1.7倍。为了填补这种局势，除了在现有的芯片生产工艺中连续研究和打破，还须要在未来的芯片材料中开始研发。2009年由中科院上海微系统所组建的科研团队开始对石墨烯等碳基材料能否实现电子器件集成化的研究，该研究的目的紧张是让石墨烯材料替代当前的硅基材料，让我们不才一代新材料芯片的研究道路上能够弯道超车。
中科院上海微系统所副研究员吴天如曾说过：“想要制作开启微电子技能变革，就必须制备出大尺寸、高质量的石墨烯单晶晶圆”。通过10多年的研究，在升级晶圆级石墨烯单晶的可掌握备，从成长出单层，到单晶，再到原子级平整的大面积晶圆，中科院上海微系统团队终于让之前只能从用胶带剥离出几微米的石墨烯样品，升级成可规模生产的8英寸石墨烯晶圆。
除了石墨烯晶圆上面的打破，中科院院士彭练矛在基于石墨烯碳基纳米管芯片的研究上也取得了打破，花费近20年的韶光，该团队终于研究出一种新型的碳基半导体体，并且通过升级碳纳米管的提存工艺，使得碳纳米管纯度已经达到了99.99995%，而碳纳米晶体管的速率比普通的硅晶体管速率要快上10倍以上，但是功耗只有其十分之一，性能远超传统的硅基材料，并且已经具备批量生产的根本。
碳基芯片量产难在哪里？目前来说，我国已经初步具备了碳基芯片规模化生产的能力，那为什么不让碳基芯片走出实验室代替硅基芯片利用呢，这里须要考虑的是制作工艺和集成度的问题，石墨烯碳纳米晶体管和硅晶体监工作办法一样，拥有场效应管的特性，只能实行开关(01)的二进制操作，只是材料的导电性能上面更加优胜，以是也须要受到摩尔定律的限定，晶体管数量越多，性能越强。
而目前的碳基芯片还属于发展初期，晶体管大小和数量都不能和现在5nm硅基芯片的生产工艺比较，据理解，目前的碳基集成电路的性能只能处于Intel上世纪90年代旁边的水平，碳基芯片性能想要达到目前的水准，至少还须要5-10年的发展。这须要在未来的生产和利用中逐步磨合升级，并且随着碳基芯片的集成度越来越高，性能也会越来越强。
末了说一下我国在碳基芯片领域的不断打破，也证明了未来碳基芯片发展的可能性，在新一代的芯片材料中，我国已处于领先地位。碳基材料的芯片也是天下各国争先发展研发的产品，我国科学家取得如此造诣却属不易，在未来的芯片发展中，我国将迎来一个全新的发展机会。
