芯片发现之初，硅材料并非从一开始就是首选。在硅之前，主流芯片材料是锗，但锗有许多硬伤的，其中最主要的硬伤有三个：

一是含量少。锗在地壳中的含量仅为一百万分之七，且分布太过分散，被业内人士称为“稀散金属”。没有较为集中的“锗矿”，导致锗的开采成本十分非常之高，也很难实现大规模生产。二是提炼高纯度锗的难度太大。纯度不纯芯片性能难以提升。三是稳定性差。采用锗晶体管的芯片只能承受80°C左右的高温，而早期芯片主要是军方为主，而军方要求芯片能够经受200°C的高温，锗芯片高温承受能力明显不够。

而锗的三大“硬伤”却恰好都是硅的长处。硅在地壳中含量高达26.3%，仅次于氧(48.6%)，含量是所有元素除了氧含量最高的。在稳定性方面，硅也强于锗。提纯能力方面以现有技术已经将纯度无限提升至接近100%。

石墨烯的诞生成为芯片发展的新思路

而石墨烯的出现有望成主流芯片材料，年初达摩院发布的“2020十大科技趋势”预测：新材料的全新物理机制，将实现全新的逻辑、存储及互联概念和器件，推动半导体产业的革新。例如，拓扑绝缘体、二维超导材料等，能够实现无损耗的电子输运和自旋输运，可以成为全新的高性能逻辑器件和互联器件的基础。早在2016年著名华裔科学家张首晟就宣称：已经发现了新的拓扑绝缘体材料，并且该材料已经实验成功。如果这种新的拓扑绝缘体材料最终能够成功地应用到半导体和芯片产业中，将带来巨大的商机，也将造就一个新的硅谷时代。

然而目前拓扑绝缘体在芯片制造领域的应用，还处于理论和早期的研发阶段。是目前已知的是能够解决电子芯片发热的问题，但未来这种新材料要怎么用才能达到芯片材料的要求还需要更多探索方向。此外，拓扑绝缘体更多被寄希望于应用在量子芯片上，但量子芯片与硅芯片是两个完全不同的科研方向。

现在出现几种二维超导材料，是现在半导体行业一直研究的方向。二维材料主要有石墨烯、磷烯、硼烯等，而这些材料更有希望成为芯片的主导基材。而石墨烯是所有二维材料中性能最突出的一个。业内人士看好石墨烯，是因为它除了“二维”这个属性外，还有另外一个身份就是碳纳米材料。2012年，IEEE(电气和电子工程师协会)在《超越摩尔》中写道，未来半导体工业可能从“硅时代”进入“碳时代”。碳纳米材料石墨烯非常有可能在未来代替原来的硅基材料。并且现在已经在芯片基材领域突破，目前中国自主研发的传统芯片，还在28nm到14nm制造工艺的商业化量产转化过程中，与国际先进水平还有较大的差距。而在石墨烯芯片基材领域的突破，使得我们可以实现弯道超车的可能。

更多产品信息可关注：www.buildsuperstore.com