8月24日早晨，媒體報道，工信部在答復政協提案中表示，工信部將進一步強化產業政策引導，將碳基材料納入“十四五”原材料工業相關發展規劃，并將碳化硅復合材料、碳基復合材料等納入“十四五”產業科技創新相關發展規劃，以全面突破關鍵核心技術，攻克“卡脖子”品種，提高碳基新材料等產品質量，推進產業基礎高級化、產業鏈現代化。

碳化硅是第三代半導體材料之一，其介電擊穿強度大約是硅的10倍，主要用于生產功率半導體器件，適用于高溫、高壓、高功率的場景。

碳基復合材料包括碳納米管、碳纖維、石墨烯等，具有較多優異的力學、電學和化學性能，未來主要應用于國防科技、衛星導航、氣象監測、人工智能、醫療器械等領域。

當前，我國正處于加快產業升級轉型期，同時面臨著美國強勢的科技封鎖。在以半導體為代表的傳統高端產業方面，我國起步較晚，面臨阻礙較大。

而碳化硅、碳基復合材料是當今科技界的新興領域，尚處于行業起步階段，國內外發展差距較小，有望成為我國科技產業彎道超車的重要賽道，因此受到國家高度重視。

其實，近年來國家高度重視顛覆性技術發展，十四五規劃草案及國家多次會議、文件提及碳化硅等產業。

3月5日，2021年全國兩會審查了十四五規劃草案（《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要（草案）》），草案明確提出，要加強科技前沿領域攻關，并重點提及碳化硅等細分領域。

今年以來，顛覆式技術在各個重要場合被頻繁提及，尤其是科技部面向全社會開展顛覆性技術研發方向的征集工作，表明我國不僅高度重視顛覆式技術的研發，同時也正在將顛覆式技術的研發工作落到實處。

截至目前，對于哪些技術將成為顛覆性技術，尚無確切答案，國家、學界和業界也在征集和探討顛覆性技術的研發方向。從現有的討論來看，顛覆性技術可能會出現在計算機、物聯網、能源、新材料、航空航天、生命科學等關鍵領域。其中，石墨烯制造和第三代半導體是新材料領域的重要分支。

碳基材料核心分支

1、碳化硅：第三代半導體材料之一，國內外廠商差距有限，國內廠商有望借助國家政策推動實現彎道超車。

在第一、第二代半導體材料領域，我國起步較晚，與國外差距較大。而在碳化硅等第三代半導體材料領域，國內廠商起步與國外廠商差距較小，且滲透率較低，國產替代空間巨大，在“十四五”等國家政策的密集推動下，國內廠商有望實現技術彎道超車。

今年3月兩會期間，全國政協委員提出，第三代半導體是國家2030規劃和“十四五”國家研發計劃確定的重要發展方向，是我國半導體產業彎道超車的機會，要重點扶持、協同攻關第三代半導體產業，可以在國內重點扶植3-5家企業，加大整個產業鏈條的合作力度。

此外，北京順義、山東濟南和深圳坪山均出臺了相關政策，被劃分為重點發展第三代半導體產業區域，是目前我國第三代半導體產業發展較為顯著的三大集聚區。

2、石墨烯被譽為“新材料之王”，行業正處于爆發前夜，未來十年復合增速超過20%。

石墨烯被譽為“新材料之王”，具有優秀的力學特性和超強導電性導熱性等特性，下游覆蓋散熱材料、新能源電池、柔性顯示和復合材料等熱門領域，并在未來有望完成對傳統電容、鋰電池材料的全面替代，行業正處于技術突破需求爆發的前夜。

目前，國內外石墨烯市場正處于起步階段，產品尚未成熟，但市場增速快。石墨烯產業鏈上游的原料為石墨，中國是石墨生產國；產業鏈中游主要為石墨烯的制備，其中氧化還原法常用來制備石墨烯粉體，化學氣相沉積法常用來制備大尺寸的石墨烯薄膜。

下游需求方面，國內新能源領域占據四分之三的需求，包括新能源超級電容與鋰電池導電劑，隨著新能源汽車加速滲透，行業將迎來高增速。2020年，全球石墨烯導電劑市場規模20億美元，年復合增長率約64%，石墨烯超級電容市場2021年底預計達到0.84億美元，到2030年有望達到6.1億美元，年復合增速超過20%。

半導體產業是目前高端的科技產業。各種資本，科技力量都集中在里面；各種技術路線都有人在實驗。能開花結果形成產業化的也許只有一兩條。碳基半導體屬于新產業，從事碳基半導體研究的人才寥寥無幾。

我國在碳基半導體行業有二十幾年的研發基礎。在碳納米非半導體材料的應用上率先實現產業化，突破了原來的昂貴的制備方法 ，把比黃金還貴的產品變到能普及的水平的。

而在碳基半導體芯片的研究上，不久前，北大張志勇-彭練矛課題組剛剛突破了半導體碳納米管關鍵的材料瓶頸，解決了純度、面積和密度順排等長期無法攻克的問題。使其制備出的器件和電路在真實電子學表現上首次超過了同精度的硅基芯片產品。相關成果發表在學術期刊《科學》（Science）上。這次在碳基半導體材料上取得的進展，至少可以保持兩年的優勢。

在碳基半導體制備材料上，雖然現在離碳基芯片的高精度和大規模工業化生產還有一定距離，不過迄今為止，研發團隊還沒有看到前進路上有不可克服的障礙。而且碳基集成電路生產兼容傳統的硅基集成電路生產設備。鑒于碳納米管的特性，在工藝流程上會更加簡潔。需要的光刻機技術含量較低，我國現有的國產DUV光刻機就能滿足要求，根本用不到高端的EUV光刻機，不存在被“卡脖子”的問題。

繞開了高端芯片的生產需要高精度EUV光刻機這個障礙，選擇碳基芯片這條路，是很有可能幫助我國的半導體產業實現換道超車的。

文章來源： 研訊社，古今尋