硅材料半导体发展受限，未来半导体新材料之路在何方？

提到半导体电子元件，我们很多人都首先想到的就是硅材料。硅材料是地球是最为普通、同时又极为有用的一种特殊的材料。
硅是一种优良的半导体，其化学及物理特性介于导体和绝缘体之间。在电子工业中使用的半导体硅材料，是通过对硅材料进行高纯度提纯和掺入其他化学元素从而形成的一种材料。根据硅材料的使用领域的不同基本上可以分为太阳能用途的硅材料和电子级的硅材料。从硅材料的结构形态上来区分又可以分为多晶硅和单晶硅、非晶硅。

从第二次世界大战开始，硅材料就开始被应用于电子领域。随着时代的推进和科学技术的发展，硅材料成为了现代电子行业发展不可或缺的因素。从太阳能发电到电路板制造，从CPU芯片到DRAM制造，硅材料半导体贯穿了整个产业链条的发展。可以说如果没有硅材料的发现，全球的半导体电子工业不知道还停留在何种水平。

然而就目前而言，硅材料半导体的发展明显已经遇到了瓶颈。从提纯而言，电子级单晶硅历时数年才有厂商突破13N的高纯度，但是整体产量极小，成本高昂。各大硅材料巨头可以说已经在最大可能的去发掘硅材料的潜质和盈利空间了，但是他们发现这个空间已经是越来越小。那么就应用开发领域，硅材料到底遇到了哪些问题呢？

首先，硅材料的潜质已经被开发到了一种接近极致的水平，再提升的空间很小而且提升的速度很慢。任何一种材料都有其特点的物理和化学极限，硅材料也不例外。从硅材料被发现到大规模使用在半导体电子领域，硅材料在过去的几十年里被科学家和企业家们榨出了多少利润已经难以估计，未来之路已经很艰难。

其次，对硅材料的投入在不断的增加。随着电子工业的发展对半导体材料不断提出新的性能要求。为了满足市场的需要和行业竞争的存在，各大半导体制造工厂纷纷投入巨资开发新一代的的半导体晶圆。然而这种投入的增加是呈几何量级的增加，未来有可能出现的情况是平摊入制造成本中的总成本与半导体材料的销售价格差逐步缩小，导致利润逐步降低，整个领域步入一个利润下行期。

鉴于硅材料半导体以上问题，科学家和各大巨头纷纷在进行新材料的研发和实验，石墨烯就成为未来最有潜力的一种进入了专家和巨头们的视野。石墨烯具有良好的类似于硅材料的物理和化学特性，从目前的实验室数据而言是最有发展潜力的半导体新材料。尽管如此，石墨烯在工业化的过程中还是存在着诸多的问题，在技术和工业化生产方面都存在着亟待解决的一些难题。相信有一天，石墨烯极有可能走入我们的生活和工作中来。