今年台积电量产5nm制程工艺的芯片，根据规划量产3nm工艺，2024年量产2nm工艺，正在研究1nm制程工艺。1nm级别的有可能采用硅基半导体，再往下走可能要换材料了，比如纳米管、碳纳米管等。IBM的科研团队已经使用碳纳米管造出了1nm晶体管。
一个晶体管的结构如下图所示，在晶体管中，电流从源极流入了漏极，栅极相当于闸门，控制电流从源极流向漏极，通代表1，断代表0，其中栅极的宽度，也称为删长就是常说的XX nm。通常来说，xx nm越小，也就是说删长越小，电流通过源极和漏极的损耗越少，表现出来就是手机的功耗和发热。近些年来，不断提升技术，力求将栅极宽度做的越来越窄，制程工艺越来越先进，从14nm，到7nm、5nm，未来还有3nm、2nm、1nm。
随着芯片尺寸的进一步缩小，将会出现“物理极限”。众所周知，传统芯片是基于数字电路0、1这样的逻辑电路搭建的，随着芯片尺寸的减小，最小的PN结也不断缩小，由于量子效应，PN结不能形成之前的工作状态，也就是说不能表现出0和1这种状态，成为芯片制程工艺的拦路虎。
科学家提出了“量子计算机”，我国在这方面的研究处于领先地位，量子计算机的核心是量子芯片，中科大和本源量子合作研发了我国的第一代量子芯片——夸父。
简单说一下什么是量子计算。传统的数字电路用0、1二进制算法表示，量子计算可以用两个不同的量子态|0>和|1>表示量子算法中的0和1，也需要相应的量子逻辑门，不过与数字电路相比，可以进行叠加态原酸和量子加态存储。
总之，在当前的半导体制造领域，由于光刻机限制、各种授权限制等等，我国的芯片制造被“卡脖子”。在未来的“量子计算机”时代，能够实现弯道超车吗？
