二維材料+ 拓撲半金屬。隨著世界快速邁向小型化和高效率的電子裝置，半導體行業正處於一個關鍵的轉折點。值得注意的是，小型化趨勢給互連技術領域帶來了前所未有的挑戰。這些負責在裝置元件之間傳遞訊號的系統，由於材料限制和架構效率低下，正面臨著嚴重的瓶頸。這些挑戰的影響深遠，最終導致能源消耗激增，這不僅推高了營運成本，而且在可持續發展至關重要的時代，也威脅著裝置的整體性能。深入探究，問題的核心在於互連系統中訊號延遲過長。隨著尺寸縮小，元件之間的距離也隨之縮短，但現有材料往往難以高效地實現快速訊號傳輸。這不僅會導致通訊速度下降，還會嚴重影響電源效率，最終危及半導體技術的可持續發展。多年來一直為行業提供可靠服務的傳統金屬材料，如今在現代應用的巨大壓力下開始出現問題，這凸顯了互連材料創新的迫切性。為了應對這些挑戰，全面瞭解互連系統的關鍵元件至關重要。銅等金屬因其優異的導電性能一直是互連的標準材料。然而，隨著器件尺寸縮小到奈米級，這些金屬的有效性顯著降低，這通常是由於尺寸縮小後電阻率增加以及電子散射的出現。鑑於此，研究人員正在探索能夠在保持高導電性的同時緩解這些尺寸縮小問題的替代材料。磷化鉬（MoP）等拓撲半金屬是下一代互連材料的潛在候選者之一。這些材料具有獨特的電子特性，能夠實現更高的載流子遷移率，從而促進更快的訊號傳輸。MoP 最引人注目之處在於，即使尺寸進一步縮小，它也能保持優異的性能。對這類材料的研究標誌著互連技術向新範式邁出了關鍵一步，有望緩解目前該行業面臨的諸多挑戰。在先進互連技術的探索中，二維材料也備受關注，尤其是石墨烯和非晶氮化硼（a-BN）。石墨烯憑藉其無與倫比的導電性和機械強度，為開發下一代互連技術提供了絕佳的機會。其原子級厚度有助於提高空間效率，這對於現代半導體器件日益緊湊的架構至關重要。另一方面，非晶氮化硼（a-BN）可作為絕緣層發揮關鍵作用，對於隔離金屬互連線、防止串擾和訊號完整性方面的不利影響至關重要。將這些先進材料整合到半導體製造工藝中並非一帆風順。目前積體電路製造的主流技術——大馬士革工藝，也面臨著一些特殊的挑戰。例如，新材料與現有生產方法的相容性至關重要。研究人員正積極致力於開發新的合成技術，以便在不犧牲半導體行業所要求的可靠性和性能的前提下，將這些現代材料融入現有工藝中。向這些新一代材料過渡，需要我們在材料選擇和互連設計方面轉變思維方式。這不僅僅是用一種金屬替代另一種金屬；它需要全面重新思考如何利用這些材料來提升性能，同時最大限度地減少能量損失。當我們探索拓撲半金屬和二維材料的獨特屬性時，我們便會意識到，我們正站在互連架構技術革命的風口浪尖。採用這些先進材料的意義深遠。互連性能的提升有望帶來更快的計算速度、更低的功耗，並最終建構一個更可持續的電子生態系統。在電子裝置日益滲透到我們日常生活的時代，從智慧型手機到電動汽車，乃至支撐現代基礎設施的智能電網系統，這一進步尤為重要。行業領軍企業正日益重視研發項目，旨在將這些前景廣闊的材料應用於實際應用。跨學科合作正在營造一個有利於創新的環境，學術研究人員與行業專家攜手合作，探索如何在實際環境中有效部署這些新一代材料。新型互連技術的開發不僅對提升半導體性能至關重要，而且對重塑電子技術的能源格局也具有舉足輕重的意義。此外，這些材料的合成和表徵將為最佳化架構鋪平道路，使其能夠在更低的能量閾值下高效運行。通往成功的路線圖不僅包括材料創新，還包括對現有製造和設計工藝的調整，以遵循互連性能的基本物理規律。這種綜合方法對於克服器件尺寸不斷縮小帶來的複雜挑戰至關重要。總之，半導體行業正處於一個關鍵時刻，它面臨著傳統互連材料和架構固有的侷限性。對創新的追求不僅源於性能需求，更源於對可持續發展和能源效率的更廣泛承諾，而這個世界正日益依賴先進的電子技術。展望未來，拓撲半金屬與二維材料的融合有望開啟新的可能性，重新定義下一代半導體器件，並鞏固其在可持續技術未來中的地位。本次探索中概述的挑戰和解決方案不僅凸顯了當前互連系統面臨的障礙，也展現了新興材料在重塑半導體格局方面令人振奮的巨大潛力。隨著行業朝著這一充滿希望的未來邁進，持續投入研發和合作無疑對於應對現代電子技術的複雜性並確保其長期可持續發展至關重要。 (半導體產業縱橫)

“如果電子瓶頸不存在，資料可以在晶片間無縫傳輸，那會怎樣？” Black Semiconductor的首席技術官兼聯合創始人 Cédric Huyghebaert 正是用這個問題，概括了這家歐洲最具創新精神的光子學初創公司之一的雄心壯志。在埃因霍溫舉行的 2025 年歐洲光子積體電路峰會 (PIC Summit Europe 2025) 上，他闡述了公司如何利用石墨烯的獨特特性，將光子學直接融入半導體生產。“我們稱之為一種新型晶片，”他說道，“因為現在，你的 CMOS 晶片可以同時使用兩種語言：電子學和光子學。”從實驗室到工廠：石墨烯的漫長道路“當我們開始研究石墨烯時，”休格巴特回憶道，“所有人都認為我們找到了新的矽。”憑藉其非凡的遷移率和導電性，研究人員設想用石墨烯完全取代CMOS電晶體。“但幸運的是，”他笑著說，“石墨烯沒有帶隙。它具有奇特的能帶結構，而這最終成為了我們的優勢。”他解釋說，早期的實驗很簡單：在實驗室裡剝離出一層原子厚的石墨烯。“我們用光照射它，發現它吸收了2.3%的光；對於單層石墨烯來說，這已經很多了，但還不足以製造器件。”關鍵的突破在於科學家們將石墨烯層壓到波導上，使光能夠反覆與石墨烯層相互作用。“這樣你就可以調節吸收率，甚至可以根據需要吸收所有光，”休格巴特說道。這一發現開啟了石墨烯調製器和光電探測器的研發之路，這些器件能夠以驚人的速度操控和探測光。“它在實驗室裡表現出色，”他說。“但如何將其與電子器件連接起來？如何將其規模化生產？這就是Black Semiconductor的創立初衷。”一種新的晶片類別：史詩級晶片（EPIC），而不僅僅是單晶片晶片（PIC）傳統的光子學和電子學融合方法依賴於複雜且成本高昂的先進封裝技術：鍵合、減薄和堆疊多個晶片。“這非常複雜，”Huyghebaert說道。“我們提出的替代方案是EPIC：電子-光子積體電路。我們利用標準工業流程整合這兩種技術。無需剝離工藝，也無需特殊工具。”其結果是革命性的簡潔性：可以在標準CMOS生產線內製造的光子器件，使資料傳輸不再依賴於電子，而是通過光來實現。“無論你在下面的晶片上製造什麼，”他說道，“它突然間就能用兩種語言交流了。它既可以進行電子計算，也可以進行光通訊。這徹底改變了遊戲規則。”挑戰：質量、可重複性、可擴展性石墨烯的潛力與它的難題不相上下。“你不能直接去找代工廠讓他們把石墨烯整合到晶片上——至少我們還沒找到能做到的，”休格巴特坦言。主要問題是什麼？質量和可重複性。“眾所周知，石墨烯性能優異，但穩定性較差，”他說。“所以我們正在研發單晶石墨烯，先在200毫米晶圓上生長，然後再擴展到300毫米。這對於穩定性至關重要。”轉移過程也十分棘手。“我們先在範本上生長石墨烯，然後將其轉移到晶圓上，但保持其完美無瑕卻很難。在CMOS技術的歷史上，可重複性也是關鍵瓶頸，直到業界掌握了控制柵極氧化層的方法。現在，我們必須對石墨烯也做到這一點。”第三個挑戰是可擴展性。“即使這項技術成功了，我們每年能生產10萬片晶圓嗎？100萬片呢？”他問道。“如果想在每個晶片上都應用光子技術，就需要制定大規模生產的計畫。”歐洲的石墨烯時刻總部位於亞琛的Black Semiconductor公司通過與歐洲的合作找到了答案。“歐洲在石墨烯研究領域有著深厚的傳統，”Huyghebaert提醒聽眾，並提到了歐盟的石墨烯旗艦計畫。“因此，在2021年，我們開始與政策制定者對話，說服他們歐洲應該將這項技術留在本土。”他們的提案成功了。2024年6月，Black Semiconductor獲得了IPCEI（歐洲共同利益重要項目）的資助，用於建設一條300毫米整合石墨烯光子學試驗生產線。“我們目前正在設計這座晶圓廠，”Huyghebaert說道，“它將於2026年中期投入營運，2027年初全面投產，產品樣品也將很快推出。”公司的發展速度同樣迅猛。“2022年我們只有兩個人，”他說，“現在我們有130人，明年就會達到240人。”如此快速的發展也帶來了挑戰。“招聘人才很難，”他坦言，“但讓人才各司其職更難。新人需要時間才能高效工作；這正是我們目前正在努力的方向。”超越矽光子學當今的矽光子（SiPh）技術——光互連的主力軍——在整合到晶片製造的後端工藝（BEOL）時面臨諸多限制。“SiPh需要高溫和與BEOL不相容的材料，”Huyghebaert解釋道。“相比之下，石墨烯則完美契合。它工作溫度低，與CMOS工藝相容，並且能夠實現高速調製器和探測器。”他認為，這種相容性可以重新定義電腦架構。“它使我們能夠重新思考晶片之間的通訊方式；直接通過光，在同一堆疊內進行通訊。這就是我們打破阻礙人工智慧發展的互連瓶頸的方法。”在公司的願景視訊中，他簡潔地總結道：“石墨烯光子學消除了電子瓶頸，實現了無限的資料吞吐量。”下一步：玻璃和光Black Semiconductor公司也在開發玻璃面板中介層，這是一種新興的下一代計算平台。“玻璃可以減少訊號損耗，提高頻寬，並支援更複雜的系統架構，”Huyghebaert表示，“結合整合石墨烯光子技術，它可以在晶片之間建立無縫的光學結構。”在早期的實驗室測試中，他們的石墨烯調製器已經展現出令人矚目的速度：目前為 5 GHz，並計畫實現 20-25 GHz 的調製速度和 60 GHz 的光電探測器。“我們才剛剛起步，”他說，“但我們知道前進的方向。”邁向後矽時代最後，休格巴特提到了他在創立Black Semiconductor之前發表的最後一篇學術論文。“論文題目是《二維材料可以讓後端生產線變得智能》。而這正是我們正在做的：讓後端生產線變得更智能。”他說，他們的目標不是取代CMOS，而是對其進行增強，將晶片背面變成有源光學層。“這是新型晶片的首款產品。電子和光子真正實現了整合。這就是我們重新思考計算的方式。”休格巴特的訊息很明確：電腦領域的下一次革命不會僅僅來自更快的電晶體；它將來自光，光流過單層碳。 (半導體行業觀察)

2025年5月20日，美國國際貿易管理局宣佈了對中國關鍵電池材料的初步反補貼裁定，引起廣泛關注。美國貿易執法網站公佈，因部分中國活性陽極材料生產商未參與調查，美國根據“不利推定事實”計算出補貼率高達712.03%。公告顯示，被認定“補貼嚴重”的兩家公司分別是湖州凱金新能源科技有限公司（Kazin）和上海紹晟針織服裝（Shanghai Shaosheng Knitted Sweat），兩者被分別判定712.03%和721.03%的高額稅率。（美國國際貿易管理局 來源：官網）其餘中國企業（如松下電器全球採購中國等）則被統一徵收6.55%的補貼稅。這一裁定針對的材料主要是電動汽車動力電池中的活性陽極材料（如人造石墨、天然石墨、矽等）。活性陽極材料是動力電池的核心部分，美國石墨生產商在今年3月已向聯邦機構請願，指控中國政府對石墨等負極材料給予大規模補貼、壓低價格。美國行業協會“活性陽極材料生產商聯盟”於2024年12月遞交申訴書，要求對中國石墨徵收高達920%的懲罰性關稅。美國商務部此次調查獨立於川普對多國加征的廣泛關稅，屬於針對電池行業的專項措施。此次裁定將在年底前最終確定。美國貿易專家指出，商務部預定於2025年9月29日做出最終裁定，若獲得國際貿易委員會（ITC）認可，最快11月即可發佈徵稅令。在此過程中，中國企業可補充資料申訴。值得注意的是，今年3月美國眾議院曾通過《與依賴外國對手電池脫鉤法》，禁止美國政府機構採購寧德時代、比亞迪等6家中國電池公司的產品，意在削弱中國在全球電池產業鏈中的主導地位。這表明美國針對中國電池產業的限制措施正從法律立法和貿易執法兩方面同步推進。不過，美國太陽能製造商聯盟執行董事邁克爾·卡爾（Michael Carr）指出，鑑於中國在全球供應鏈中的主導地位，“這將把21世紀最重要的能源資源的製造業工作崗位讓給中國。”貿易戰與產業供應鏈的糾纏美國政府對中國電池材料開徵高稅，背後並非單純的補貼調查，更多地涉及政治和產業安全因素。中國專家普遍認為，美國將正常的產業支援稱為“不公平補貼”是貿易保護主義的慣用伎倆。早在2023年12月，美國《國防授權法案》明確禁止國防部採購中國電池，但美國政府2023年的《通膨削減法案》細則——從2024年起，若電動汽車使用中國電池或關鍵礦物，消費者將無法享受7500美元的稅收抵免。打擊了依賴中國供應鏈的美國福特、特斯拉。福特電動車型Mustang Mach-E因採用寧德時代技術，2024年銷量驟降30%。福特此前斥資35億美元與寧德時代合作的密歇根州電池工廠，因美方反覆審查技術合作協議，至今仍未投產。為滿足美國補貼要求，馬斯克曾試圖將電池供應鏈轉移至韓國LG和日本松下，但成本飆升40%，最終不得不向比亞迪採購刀片電池以維持Cybertruck量產。(電車安裝電池 來源：AP)從美國內政角度看，當前美國正處於政治周期驅動下的貿易保護氛圍中。拜登政府雖以“減排法案”（IRA）扶持本土清潔能源產業，但眾議院議長麥卡錫和多數共和黨人強烈反對這些舉措。2025年5月22日剛通過的共和黨主導稅改法案（德州、弗吉尼亞州議員命名為“大而美減稅案”）提出取消拜登政府時期的多數清潔能源稅收激勵，轉而支援傳統能源開採，呈現出顯著的政策倒退。共和黨高層將此次減稅法案視作其上台以來最大力度的環保退潮。美國智庫專家李碩指出，這將是美國歷史上規模最大的氣候政策倒退。川普更公開慶祝此舉是“美國歷史上最重要的立法”，並敦促參議院盡快通過。由此可見，在美國國內，對華貿易限制與“美國優先”“能源主權”的意識形態結合，形成了對中國新能源產業施加壓力的強烈政治意願。經濟層面，美國仍極度依賴進口，而本土電池產業成本居高不下。據分析，本土生產電池成本比中國高出30%至40%，即使《通膨削減法案》海量補貼也難以填平差距。許多美國企業不得不尋找替代者：日韓電池巨頭（LG化學、松下等）可以分得一杯羹，卻依然大量使用中國石墨作為原料。與此同時，為達到環保要求、獲得稅收優惠，美國政府推動電動車生產鏈北美本地化，但也出現“有趣現象”：寧德時代與福特達成技術授權協議，在密歇根州籌建合資廠、貼牌生產電池。美國試圖通過貿易壁壘與國內政策雙管齊下，打壓中國新能源汽車產業鏈，但現實中的產業依存和技術競爭仍讓局面複雜難斷。中美電池產業對比：供應鏈差距中國在動力電池領域形成了明顯領先優勢。權威機構資料顯示，2024年全球動力電池裝機量約894.4GWh，其中寧德時代以339.3GWh佔37.9%份額雄踞第一，比亞迪、中國中能等中國企業名列前茅，中國廠商合計佔據約67%的市場。多家中國研究機構和媒體報導都指出：中國企業在技術、成本和規模上遠超歐美競爭對手，甩開兩到三年的差距。例如，寧德時代近日發佈的技術路線中提到其“凝聚態電池”能量密度已突破500Wh/kg，為動力電池能量密度設立了新標竿。比亞迪也在積極迭代刀片電池，計畫在2025年推出能量密度達210Wh/kg的第二代刀片電池，並將單位成本降低約15%。這些技術進步不僅提升了續航里程，也降低了成本，進一步壓縮了歐美對手的競爭空間。在成本結構方面，電池供應鏈上下游亦呈現中國優勢。(中國電池廠 來源：FP)中國擁有全球最大的鋰、鈷、石墨等關鍵礦產資源開採和加工能力，電池回收產業鏈也逐漸完善，形成閉環發展格局。相比之下，美國企業在材料、生產效率和規模上仍難以匹敵。根據分析，中國生產的石墨已佔全球供應的絕大部分，美國對中國石墨進口依賴度極高（天然石墨59%、人造石墨68%），而鈷和鋰等關鍵材料也多來自海外，其中許多產能集中在中國企業手中。換言之，中國企業幾乎掌握了全球電池核心部件的上游資源和下游製造，形成了完整的產業生態鏈和規模優勢。此外，中國還通過國內新能源汽車市場的高增長加強產業積累。2024年中國新能源汽車銷量已達數千萬輛等級，對電池需求巨大，這一內需支撐了電池產業的持續擴張與技術積累。隨著電動汽車普及和儲能市場拓展，中國動力電池累計產能早已遠超其他國家。綜合來看，中國電池產業的技術儲備、供應鏈控制力及市場規模均處於世界領先水平，遠非簡單關稅可以撼動。全球供應鏈影響：美國企業的“斷鏈”之痛美國針對中國電池材料徵稅，將對全球新能源供應鏈產生立竿見影的影響。美國本土電池製造和電動車產業高度依賴進口原料和元件，而這些往往與中國緊密相連。以特斯拉為例，其上海工廠採用寧德時代供應的磷酸鐵鋰（LFP）電池，並將裝配該電池的Model 3/Model Y出口到歐美市場。這一供應鏈模式說明：美國的熱門電動車產品事實上深度繫結了中國電池。若對中國石墨和矽等負極材料加征七八百個百分點的關稅，美國電池成本將大幅上升，直接推高電動汽車的生產價格。全球時報援引專家分析警告稱：“石墨是電動汽車電池負極的重要組成部分，任何價格上漲都會推高電池價格，削弱美國製造電動車的全球競爭力”。此外，美國政府的補貼政策也束手束腳。《通貨膨脹削減法》要求車輛使用北美本地電池以享受稅收優惠，但實際操作中也遇到難題。美國國內電池廠的生產成本高，加上韓國、日本企業雖可填補部分產能缺口，卻仍需進口中國原料。即使在美國擬定新稅法強制限制使用中國產品，幾乎所有候選替代供應鏈都或多或少繞不開中國。例如，沃爾瑪旗下PowerUp儲能項目已暫停採購計畫，原因正是擔心石墨原料被征高關稅；許多美國清潔能源企業正“雪上加霜”地重新評估投資。業內人士指出，美國清潔能源供應鏈90%以上依賴進口，當前局勢下疊加新關稅措施將進一步擾亂供應鏈、推高成本。從宏觀角度看，美方此舉也可能讓其他國家重新思考供應鏈佈局。專家認為，美國的封鎖性措施會促使歐洲、日韓等國尋求更加多元的採購管道。事實上，韓國LG化學、日本松下等公司儘管擴大了在美產能，但它們所用的石墨和其他材料大部分仍需從中國供應。而中國則通過與汽車製造商合作、在海外投資產業園等方式，將“技術織網，市場鋪開”。例如，寧德時代與福特合作，在美國密歇根發展貼牌生產；瑞典電池企業北極星（SSAB）已在中國建成工廠，美國得依賴進口。因此，短期內美國想“切斷”對華依賴頗為困難，長期來看也將付出更高成本。正如中國專家指出，美國經濟以服務業為主，切斷工業鏈對其自身反而是一種傷害。新稅案對新能源產業的影響：清潔能源前景受挫與電池關稅同時，美國國內也在推出針對新能源扶持的劇變措施。2025年5月22日，美國眾議院以微弱多數通過了共和黨提出的“大而美減稅案”，該法案擬廢除拜登《通貨膨脹削減法案》中大部分新能源稅收優惠，轉而支援傳統能源開採。具體內容包括：2025年底取消7500美元的電動汽車購車稅減免（留有少量車型1年緩衝）；徹底取消風電、太陽能、地熱等低碳電力的投資稅抵免，僅對2025年生效後60天內開工並於2028年前完工的項目提供有限豁免。此外，住宅太陽能方面，法案直接終止了採用裝置租賃模式（如Sunrun）安裝商的稅收優惠，而發達國家屋頂太陽能超過70%依賴租賃模式，這幾乎可謂“致命一擊”。法案還引入“外國實體限制”：所有低碳技術相關製造項目若使用中國零部件，即取消稅收減免資格。面對中國在太陽能電池、風機等領域全球產業鏈中的絕對主導，這一條款被業內擔憂將進一步削弱美國本土清潔能源製造業。美國太陽能製造商聯盟執行董事Michael Carr直言：“這將把21世紀最重要的能源資源的製造業工作崗位，讓給中國”。稅改還取消了稅收抵免的可轉讓性，令開發商無法通過出售額度融資建廠。 該法案一出，市場反應迅速：5月23日當天，美國可再生能源類股股價普遍大跌，資本市場對美國新能源前景信心驟減。企業界更是哀嘆：清潔能源行業協會Advanced Energy Economy主席希瑟·奧尼爾稱，此舉非“手術刀”，而是“切肉刀”，將傷害所有人。分析人士一致認為，此番政策退潮令美國本土新能源產業發展陷入極度不確定狀態，項目投資紛紛延期，行業增長前景蒙上陰影。國際層面上，美國先後對華關稅和國內扶持倒退，將使全球清潔能源行動舉步維艱：美國作為世界第二大經濟體，一旦大幅放緩綠色轉型，其氣候承諾和市場需求也將倒逼其他國家做出調整。中國企業應對策略：海外擴張與鏈條閉合面對美國重稅和“脫鉤”壓力，中國電池企業早已佈局全球、加速產業鏈垂直整合。據公開資訊，寧德時代、比亞迪等巨頭紛紛在海外建設生產基地。以寧德時代為例，其在德國埃爾福特14GWh工廠已開始試生產，匈牙利工廠100GWh規模計畫2025年投產，並與斯泰蘭蒂斯（Stellantis）在西班牙合資建設50GWh工廠。國軒高科今年也在葡萄牙啟動了年產15GWh的電池項目。這些海外工廠不僅幫助中國企業規避部分關稅壁壘，更與當地汽車廠商深度繫結，提升了中國技術的國際影響力。在核心技術上，中國企業持續保持領先。寧德時代不斷突破電池能量密度極限，其凝聚態電池能量密度已達500Wh/kg以上。比亞迪則通過刀片電池2.0將單位能量成本降低約15%。業內稱中國企業有三大戰略手段構成了中國供應鏈的“三重鎧甲”：技術上領先全球、產能上全球擴張、供應鏈上實現閉環。具體來看，中國廠商已經通過簽訂鋰、鎳等資源的長期供應協議，將上游資源鎖定在自己手中；同時在電池回收領域加大佈局，實現廢舊電池到新料的循環再利用。這些舉措使“中國製造”牢牢嵌入全球新能源產業關鍵環節。為了規避制裁，中國企業也積極尋求法律和經貿上的對策。例如，通過在境外大量投資建廠和合資，美國對其徵稅適用範圍將受限。同時，中國政府和行業協會正研究通過世界貿易組織（WTO）等規則管道，對美方不合理加稅提出抗辯。在市場拓展方面，中國電池巨頭進一步加強與歐洲、東南亞、南美等地區夥伴的合作，分散對單一市場的依賴。可以預見，中國企業將在“不平等博弈”中繼續發揮規模和技術優勢，以多元化的國際戰略和閉環產業鏈保持競爭力。通過海外建廠，中國企業既貼近市場又規避貿易壁壘，同時實現供應鏈全球化佈局。美國車企則更多選擇在本土或友好國家建廠，以獲得政府補貼和降低物流成本。例如，Tesla和GM都在美國本土新建電池工廠或擴大產能，並邀請日韓夥伴加入，以換取技術支援和資金投入。但供應鏈上游的掣肘依然明顯：美國鋰、鈷、石墨等關鍵礦產對外依存度極高。以石墨為例，中國生產了全球大部分石墨，美國進口的天然石墨59%和人造石墨68%依賴中國。即便美國再多的電池工廠，沒有穩定的原材料來源也難以為繼。這方面中國有相對優勢——中國企業深度參與了非洲、南美的礦業開發，並在鋰鹽、正負極材料精煉環節形成了壟斷性產能。美國正試圖通過與澳大利亞、加拿大等盟友合作開採鋰礦，以及出台政策鼓勵本土礦業，來彌補短板。但礦業從投資到產出周期漫長，在可見的中期內，美國仍將受制於原材料供應的不確定性。 (掌鏈)

前不久，《自然》雜誌網站在線上發表了一個題為《碳化矽上生長的超高遷移率半導體外延石墨烯》的研究成果。 這是天津大學天津奈米顆粒與奈米系統國際研究中心馬雷教授團隊在半導體石墨烯領域取得顯著進展，成功製備出高遷移率半導體外延石墨烯，表現出了10倍於矽的性能。 這項突破引起了業界的關注，石墨烯在半導體界究竟是怎麼樣的存在？為什麼大家都在關注石墨烯？ 01 困擾石墨烯研究者數十年的難題

石墨烯被認為是一種潛在的新型電子材料，可以用來製造更快、更小、更節能的電子裝置。但是，石墨烯也有一個很大的缺點，就是它沒有帶隙。什麼是帶隙呢？簡單地說，帶隙是指一個材料中電子能量的一個禁區，電子不能在這個區域內存在。 如果一個材料有帶隙，那麼它就可以透過控制電壓或電流來調節電子的流動，從而實現開關或邏輯功能。 石墨烯不是良導體，全世界電阻率最小的材料嗎，怎麼能製成半導體呢？這也正是科學家最棘手的地方。石墨烯是由單層碳原子組成的六角型蜂巢晶格結構，也就是說是二維的，每個碳原子都會貢獻一個電子出來形成大π鍵，這些π鍵電子不再受單個碳原子的約束，可以在整個平面內自由移動，所以石墨烯具有良好的導電性。 石墨烯這種由單層碳原子構成的二維材料有三大優良特性：

石墨烯，由於其具有優異的光學、電學、機械特性，厚度只有頭髮絲的二十萬分之一，比鑽石還堅硬，比鋼鐵的強度還高。這就是被稱為「黑金」和「新材料之王」，是世界上已知最薄、最堅硬、導電性最好的奈米材料。 也被認為是下一代半導體材料，早在2021年「全球IEEE國際晶片導線技術會議」就將石墨烯定位為下一代新型半導體的材料。 在半導體領域的應用似乎一直是風聲大雨點小，不過，近日石墨烯終於「奔現」了。 天津大學馬雷教授及其科研團隊與喬治亞理工學院的物理學教授沃爾特·德·希爾（Walter de Heer）研製成功了世界上第一個由石墨烯製成的功能半導體（Functional Graphene Semiconductor）。

12月1日起，中國對特定石墨物項實施出口管制的政策正式實施。連日來，多個國家和企業都在做密集調整。根據日本廣播協會（NHK）網站11月27日報道，日本企業開始推動電池原料的多元化供應，並強化國產化能力。韓國電池企業也不得不面對原料供應無法擺脫中國優勢產業鏈的事實。 日韓急求石墨 「富士石墨產業」是一家總部位於東京的公司，主要業務是將從中國進口的石墨加工後，再將相關產品提供給電池產業鏈下游的製造商。NHK網站報告稱，為因應中國政府有關石墨的出口管制，該公司將11月份從中國進口的石墨量增加到往年的1.5倍，以確保在短期內有足量的庫存。「富士石墨產業」表示，未來仍會爭取從中國取得石墨，但也會根據狀況變化考慮從非洲進口。 日本一家民間智庫的首席研究員江藤名保子在接受NHK採訪時分析稱：“從事進口或加工石墨業務的日本企業要考慮使其供應鏈多元化，例如從中國以外的國家進口。”