大突破!北大制造出速度最快、能耗最低,10nm二維晶體管
我們知道,芯片是由晶體管組成的,一個(gè)晶體管就是一路電流,代表著一個(gè)0與1的開(kāi)關(guān)換算,這樣的開(kāi)關(guān)越多,芯片性能就越強(qiáng),所以對(duì)于一顆芯片而言,晶體管越多,性能的性能就越強(qiáng)。
而晶體管里面又含有三個(gè)部分,源極(Source,電流入口)、漏極(Drain-電流的出口)、柵極(Gate-開(kāi)關(guān)),這三個(gè)部分是晶體管的關(guān)鍵。
在晶體管里面,電流從源極流向漏極,中間要經(jīng)過(guò)柵極,柵極相當(dāng)于一道門/開(kāi)關(guān),所以電流經(jīng)過(guò)柵極的速度,就代表了這個(gè)晶體管的性能。
所以芯片廠商們,努力的將柵極做短,這樣讓電流流過(guò)的時(shí)間更少,所以之前芯片工藝與柵極的長(zhǎng)短是息息相關(guān)的,甚至一度柵極的寬度,代表的就是芯片的工藝。
不過(guò)后來(lái)大家發(fā)現(xiàn),柵極太短了也不行,會(huì)有短溝道效應(yīng),比如漏電導(dǎo)致功耗上升,還會(huì)導(dǎo)致性能不穩(wěn)定,開(kāi)關(guān)門不受控。所以如何提高柵極的穩(wěn)定性,也是芯片廠們要考慮的問(wèn)題。
而近日,傳出好消息,北京大學(xué)電子學(xué)院彭練矛院士、邱晨光研究員課題組制備了10納米超短溝道彈道二維硒化銦(InSe)晶體管,成為世界上迄今速度最快、能耗最低的二維半導(dǎo)體晶體管,相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然》。
按照說(shuō)法,這也是首次使二維晶體管實(shí)際性能超過(guò)Intel商用10納米節(jié)點(diǎn)的硅基Fin晶體管,是目前速度最快的二維半導(dǎo)體晶體管。
然后北大團(tuán)隊(duì)還將將二維晶體管的工作電壓降到0.5V,電壓降低,意味著功耗變低,漏電功率也降低,所以這也是功耗最低的二維半導(dǎo)體晶體管。
另外在這個(gè)制程過(guò)程中,還有很多的突破,比如采用三層硒化銦作溝道,而不是普通的硅基。比如制備出2.6納米超薄雙柵氧化鉿,開(kāi)創(chuàng)了摻雜誘導(dǎo)二維相變技術(shù)等等。
當(dāng)然,大家要注意的是,這項(xiàng)技術(shù)目前還只是停留在實(shí)驗(yàn)室,要真正從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用,可能還需要很多時(shí)間。
不過(guò)很多的技術(shù),都是在理論研究的基礎(chǔ)上,不斷努力推進(jìn),然后一步步應(yīng)用于實(shí)際的,所以大家靜待這項(xiàng)技術(shù)落地吧。
目前硅基芯片的發(fā)展,很多人都覺(jué)得快到極限了,而北大團(tuán)隊(duì)研究二維硒化銦(InSe)晶體管,也算是換道超車了,你覺(jué)得呢?
