碳纳米管芯片是下一代半导体器件，以半导体型碳纳米管（CNT）为核心材料构建而成。碳纳米管是由碳原子以sp2杂化构成的一维管状纳米材料，具有超高长径比、电子迁移率极高、高强度、高导热、低静电散射等特性，被广泛认为是最具潜力的“后摩尔材料”之一。
碳纳米管分为单壁（SWCNT）、多壁（MWCNT）与寡壁结构，可应用在人形机器人、固态电池、半导体、6G通信、航天航空等领域。我国碳纳米管生产商包括天奈科技、道氏技术、先丰纳米、克莱威、卡博特等，近年来，随着在线纯化、高固含分散等技术突破，我国高纯度碳纳米管供应能力不断提升，部分企业已实现99.99999%及以上半导体型碳纳米管的制备，这为碳纳米管芯片走向产业化奠定了坚实基础。
相比于硅基芯片，碳基芯片具有柔性特性突出、能耗延迟低、射频性能优异、三维集成潜力大等优势，在6G射频、AI算力芯片、柔性电子、超高速通信、生物医学成像、毫米波雷达等领域应用前景广阔。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2031年中国碳纳米管芯片行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，现阶段，全球碳纳米管芯片走向大规模应用仍需时日，但在技术储备、工程化研发等方面已展开密集探索。在国际市场上，相关单位包括美国麻省理工学院（MIT）、美国ADI、美国Nantero、台积电、日本瑞翁株式会社（ZEON）、韩国三星电子等。
美国是全球碳纳米管芯片产业布局最为完整的国家之一，MIT与美国ADI于2019年实现了1微米节点16位RISC-V碳基微处理器，与Analog Devices完成具有电压放大能力的CNT放大器验证。美国Nantero专注于将碳纳米管用于非易失性内存领域，已获得超过1亿美元融资。
从国内来看，我国碳纳米管芯片相关研究单位及企业包括北京大学、北京大学重庆碳基集成电路研究院、苏州烯晶半导体科技有限公司、华为海思等，其中北京大学彭练矛院士团队已经推出1纳米栅极碳纳米管晶体管，烯晶半导体科技已建成8英寸/12英寸碳纳米管晶圆中试线。
新思界
行业分析人士表示，作为后摩尔时代极具潜力的新型半导体技术路线，碳纳米管芯片兼具低功耗、柔性、高频等优势，应用前景广阔。碳纳米管芯片技术路径日益明确，验证模型也已有雏形，但产业化发展仍面临着材料纯度较低、材料成本高、与硅基工艺平台的整合难度大、可靠性验证与芯片封装需大量工程积累等挑战。
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