在集成电路领域，随着硅基晶体管尺寸逼近物理极限，功耗与成本问题日益凸显，亟需寻找新的材料和技术突破。北京大学电子学院与浙江大学材料科学与工程学院的研究团队，在张志勇教授和金传洪教授的带领下，针对这一挑战，提出了针对半导体型阵列碳纳米管（A-CNT）材料的精细要求和标准，为碳基集成电路的发展开辟了新的道路。

A-CNT以其卓越的载流子迁移率、超薄体结构和对称的能带特性，在制备高性能CMOS FET方面展现出巨大潜力。研究团队通过详尽的实验与理论计算，预测了A-CNT FET在多个技术节点（90 nm至3 nm）下的电学性能，并发现其性能显著优于同节点的硅基器件，尤其是在能量延时积（EDP）方面，A-CNT CMOS器件展现出4-6倍的优势，预示着其在未来高性能数字集成电路中的广阔应用前景。

然而，要实现碳基集成电路从实验室原型到工程化集成的跨越，关键在于晶圆级高质量A-CNT材料的制备。尽管学术界在碳纳米管材料制备技术上已取得显著进展，但针对电子级A-CNT材料的具体要求和标准却长期缺失，这成为制约碳基集成电路发展的瓶颈。为此，研究团队从高性能电子器件和集成电路的实际需求出发，对A-CNT材料进行了深入研究，提出了包括碳管密度、直径、长度、半导管纯度、取向及相邻管间距变化等关键参数的详细标准。

此外，研究团队还关注了A-CNT中的形貌缺陷问题，通过表征和分析这些缺陷对晶体管电学性能的影响，提出了对碳管形貌的具体要求，以确保器件的均一性和可靠性。在此基础上，团队展望了未来碳基集成电路技术和材料的协同优化路径，并对当前学术界主流的A-CNT制备方式进行了综合评估，为电子级A-CNT材料的制备技术发展提供了宝贵的指导。