這裡，我們需要先搞懂這三個概念之間的區別。
電晶體是集成電路的基本單元，但是單個電晶體也可以稱作集成電路。
集成電路（IC）就是在一塊極小的矽單晶片上，利用半導體工藝製作上許多電晶體及電阻、電容等元件，並連接成完成特定電子技術功能的電子電路。
集成電路
晶片是指內含集成電路的矽片，體積很小，常常是計算機或其他電子設備的一部分。
晶片
半導體指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。
半導體材料
簡單理解來說，在晶片上鑲嵌多個相關聯的電路以及電晶體，然後封裝在管殼上就成了集成電路。晶片就是半導體元件產品的統稱，是集成電路的載體。
從弗萊明發明真空二極體，人類歷史上第一隻電子器件誕生，到後來真空三極體，再到後來的PN結型電晶體，電子器件經過了好幾代的更迭。
PN結型電晶體的出現，開闢了電子器件的新紀元，引起了一場電子技術的革命。與電子管相比，電晶體的構件是沒有消耗的，消耗的電能也極少，也不需要預熱，更加結實可靠。被廣泛地應用於工農業生產、國防建設以及人們日常生活，還是第二代計算機的主要元件。
第一隻電晶體
一般來說，越小的製程能夠帶來越強的性能、越低的功耗和散熱以及更小的晶片尺寸。電晶體數量越多意味著晶片的運算速率越快、能耗更低，所以更先進的製程可以使晶片內部集成更多的電晶體，使處理器具有更多的功能以及更高的性能以及更低的能耗。
而來自中國科學院微電子研究所微電子設備與集成技術領域的專家殷華湘說，他的團隊已經研發出3納米電晶體——相當於一條人類DNA鏈的寬度，在一個指甲蓋大小的晶片上能安裝數百億個這種電晶體。
而電晶體需要突破3納米其中最大的障礙就是玻爾茲曼暴政，即電子器件功耗下限受Log（kT/ Q）制約，源於Fermi-Dirac統計，其中k即玻爾茲曼常數，T是溫度，Q是電荷。玻爾茲曼常數所表示的是單個氣體分子平均平動動能隨熱力學溫度變化的變化係數。從物理角度來說，組成物質的分子是在不斷運動的，而分子運動的劇烈程度，在宏觀尺度上的表現就是溫度。
目前，現有的矽基電晶體受玻爾茲曼熱力學限制，室溫下亞閾值擺幅SS≥60mV/dec，阻礙了工作電壓的繼續降低。當集成電路技術進入5納米及以下節點，隨著集成度的持續增加，在維持器件性能的同時，還面臨功耗急劇增加的嚴重挑戰。也就是說，這意味著隨著更多較小的電晶體安裝到晶片上，電晶體所需電流產生的熱量將燒毀晶片。
如何推翻玻爾茲曼暴政，科學家想到了很多的方法，殷華湘說，他的團隊使用一種稱為「負電容」的方法，這樣他們能用理論上所需最小電量的一半電量來為電晶體提供電力。
在某一臨界電壓下，鐵電體會反轉它的極化方向,這會導致材料表面束縛電荷的巨大積累，瞬間可超過電源的電極所供給。此時，如電極和外電源間放一電阻，就可看出電壓在下降，但電荷仍然在增加；結果導致出現電容為負值。這就是「負電容」！
目前半導體領域，公認推翻玻爾茲曼暴政的方法就是負電容。殷華湘團隊也正是使用這種方法推翻了玻爾茲曼暴政。
殷華湘團隊在主流後HKMG FinFET集成工藝的基礎上，通過材料工藝優化和多柵器件電容匹配設計，結合高質量低介面態的3納米鉿鋯金屬氧化物薄膜，研製成功性能優異的NC-FinFET器件，實現了SS和閾值電壓回滯分別為34.5mV/dec和9mV的500納米柵長NC-FinFET器件，以及SS和閾值電壓回滯分別為53mV/dec和40mV的20納米柵長NC-FinFET器件。
其中，500納米柵長NC-FinFET器件的驅動電流比常規HfO2基FinFET器件（非NC-FinFET）提升了260%且電流開關比（Ion/Ioff）大於1x106，標誌著微電子所在新型NC-FinFET器件的研製方面取得了重要進展。
（a）負電容FinFET基本結構；（b-c）三維器件溝道結構與鐵電HZO膜層結構；（d-e）器件I-V與SS特性；（f）最新器件性能國際綜合對比（SS與回滯電壓越小越好）
不過這個所謂的負電容技術還是學術研究，殷華湘也表示該技術具備應用實力，但是殷華湘也提到了這個技術距離商業化應用還有數年時間，團隊還在致力於解決材料及質量控制等問題。
目前，殷華湘團隊正在抓緊時間將3納米電晶體正式量產，投入市場之中，因為其他國家也已經加入將3納米電晶體投入市場的競賽。像韓國三星公司表示，它計劃到2020年上半年完成3納米電晶體的研發。三星認為，同7納米技術相比，用它的3納米電晶體製造的處理器只需用一半的電力，性能卻會提高35%，隨著3納米電晶體研發獲突破，未來相關產業鏈公司或將受益。
報道稱，殷華湘說，這項突破將讓中國「在晶片研發的前沿同世界頭號角色進行正面競爭」。他說：「在過去，我們看著其他人競爭。現在，我們在同其他人競爭。」
殷華湘團隊目前正在研發一種原子大小（0.5納米）的電晶體，想要走半導體領域實現彎道超車，而這可能需要在碳納米電晶體上取得突破。
碳納米管(Carbon Nanotube ，縮寫為 CNT)是一種直徑僅為 1 納米，或十億分之一米的管狀納米級石墨晶體，碳納米管也被認為是構建納米電晶體的理想材料，具有5-10倍的本徵速度和功耗優勢，性能接近由量子測不準原理所決定的電子開關的極限，有望滿足後摩爾時代集成電路的發展需求。
台積電研發負責人黃漢森在談到未來要將電晶體將縮小到0.1nm尺度，便提出碳納米管作為一種使電晶體更快、更小的新技術，正在變得切實可用。
而2019年8月底，來自MIT的Gage Hills等人今天在Nature發表論文，報告了碳納米管晶片製造領域的一項重大進展：一個完全由碳納米電晶體構成的16位微處理器。這是迄今為止用碳納米管製造的最大的計算機晶片。預示著碳納米電晶體技術有了新的突破。
一個完整RV16XNANO裸片的顯微圖像。處理器核心位於裸片中間，測試電路環繞在外圍
但不管怎麼樣，如今我們想要在半導體領域縮小與歐美的差距，在EDA工具、EUV光刻機以及半導體生態上都需要取得質的突破，才能完成。這條路目前還很長，尤其是EDA工具和EUV光刻機，是半導體領域中的核心，EDA工具是晶片設計不可缺少的工具，光刻機是晶片生產必不可少的工具。
漫漫長路，道阻且長，加油！