目前芯片的主要制造材料是硅。并且芯片的集成度几十年来一直遵循着摩尔定律发展，然而随着工艺的不断縮小，不可通越的物理极限可能使得硅在芯片制造中没有立足之地。如果不能找到替代型材料，定律将停滞不前。近年来科研人员一直致力于新型芯片制造材料的研发。那么未来的芯片制造材料是什么样的呢？
目前制造晶体管的栅介质主要是二氧化硅，但由于工艺尺寸不断缩小，二氧化硅栅介质不断变薄，栅介质的漏电量逐步增加。未来片可能将使用金属而不是硅作栅极，并使用“高-K栅介质”（高介电值栅介质）取代已经使用数十年的二氧化硅克服业界困绕的晶体管漏电问题
碳纳米管是由碳原子形成长链来“生长”出“超细管子”的碳分子。碳纳米管有着不可思议的强度与初性，重量却极轻，兼有金和导体的性能。它能够执行未来芯片中的许多功能。某种类型的碳纳米管可以用在晶体管中取代碰，控制电流。另外，略有不同的碳納米管能够取代连接晶体管的铜线。能耗相同的情况下与的晶体管相管的性能将会提高了35倍。
未来芯片制造材料可能是石墨烯石聖烯是由单层碳原子构成的二维晶体，是一种结合了半导体和金属性的新材料，也是目前世界上最薄的材料。与所有其他已知芯片制造村料不同的是，石墨烯高度稳定即使被切成1纳米宽导电性也很好。此外，基于石墨烯材料的晶体管可在室温下工作、电子在石墨烯中的传导速度比在中的传导速度快100倍，这将为高速计算机芯片和生化传感器带来诸多进步。
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