科技的迅猛发展，导致摩尔定律正逐渐超出并且失效。在2005年，国际半导体技术路线图组织(ITRS)提出了“后摩尔定律”，多重技术创新应用共同发展，硅基和非硅基等技术相结合，以应对和满足未来市场的需求。
硅基半导体材料的发展已经达到了物理极限；而非硅基半导体材料则成为半导体材料未来的发展的重要方向。
2012年，美国电气和电子工程协会撰写了《超越摩尔》。其中讲到，未来半导体工业可能将从“硅时代”进入“碳时代”。碳纳米材料石墨烯将可能在未来代替原来的硅基材料。
石墨烯发现于2004年，是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维材料。二维材料，是指电子仅可在两个维度的非纳米尺度（1-100nm）上平面运动的材料。
石墨烯是目前已知最薄最轻，强度最高，韧性最好，导电、导热性最佳，透光率最高的材料，可用于新能源电池、晶体管、柔性显示屏、传感器、电容器、感光元件等许多方面，被认为是一种未来革命性的材料，被称为“世界最强晶体”“材料之王”。
2014年，全球芯片制造巨头美国IBM公司推出了世界首个多级石墨烯射频接收器，是迄今为止最先进的全功能石墨烯芯片，其传输速度是硅制芯片的千倍；同年7月，IBM宣布将在未来五年内，对石墨烯碳芯片技术投资30亿美元的研发资金。
其后，韩国三星、LG集团也在柔性显示器、触控屏等领域与高校合作研发出了成果，相较于目前市场上最成熟的透明导电薄膜材料氧化铟锡（ITO），石墨烯的成本更低，柔韧性更佳，在柔性电子器件及可穿戴设备等应用十分具有发展潜力。
2017年2月，央视新闻频道播出了专题节目《神奇的石墨烯》，节目中提到，石墨烯有望替代硅，成为下一代芯片的主要材料。利用石墨烯制造新一代器件，有望让我国的芯片制造业实现弯道超车，达到国际先进水平。
但是，石墨烯在中国发展已经六年有余了，而中国在石墨烯的应用上还处于初级阶段。国内以石墨烯作为辅助材料推出了石墨烯内衣裤、U形枕、轮胎、涂料、加热片、移动电源、保健用品等产品。由于技术的欠缺，石墨烯在中国沦为了“工业味精”。
石墨烯是中国芯片在后摩尔时代弯道超车的希望。希望国内不断发展新的半导体技术，在石墨烯的应用上快速实现升级，最终实现中国芯片制造的崛起。
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