科学家攻克难题,硅基材料迎来技术突破,1nm芯片有望成为现实
原标题:科学家攻克难题 , 硅基材料迎来技术突破 , 1nm芯片有望成为现实
如今 , 摩尔定律已在失效的边缘 , 集成电路中可容纳的晶体管数目已到极限 。 虽然台积电、三星仍在推进3nm , 乃至2nm制程 , 但接下来的研发无疑愈发艰难 , 成本也会更高 。
摩尔定律走到极限
【科学家攻克难题,硅基材料迎来技术突破,1nm芯片有望成为现实】目前 , 制造晶体管的主要材料为三维硅材料 , 但已经走到硅基材料的极限 。
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如今 , 5nm工艺晶体管密度高达1.713亿个/平方毫米 。 基于该工艺而成的苹果A14芯片 , 共集成了118亿晶体管 , 然而新工艺却让A14的性能提升十分有限 。
而且 , 专业机构ICmasters指出 , 苹果A14芯片的晶体管密度与此前台积电宣称数额相差巨大 , 质疑台积电5nm工艺虚标 。
而基于三星5nm工艺的骁龙888 , 也被曝光功耗翻车 。 如此看来 , 芯片制程向前推进已经十分艰难 。
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硅基芯片的未来方向 , 成为了业界热议的话题 。 为此 , 不少业界人士选择从半导体材料入手 , 攻克这一难题 。
科学家攻克难题
日前 , 美国宾夕法尼亚大学科学家便在半导体材料上 , 实现突破 。
快科技报道 , 在《自然-通讯》杂志上 , 美国科学家表示其成功研制一种超薄二维材料晶体管 , 为突破摩尔定律带来了希望 。
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据了解 , 该二维材料产生的厚度比当前的三维材料薄10倍 。 这表示 , 芯片中可容纳的晶体管数量更多 , 想要存储与处理更多的数据 , 便需要更多的晶体管 。
实验中 , 科学家利用来自宾夕法尼亚大学的二维晶体联盟NSF材料创新平台的 , 金属-有机化学相沉积技术 , 生长了单层二硫化钼与二硫化钨 。
而且 , 科学家对阈值电压、场效应载流子迁移率、接触电阻等多项指标进行了统计与分析 , 证明了新二维晶体管的性能 。
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宾夕法尼亚大学助理教授普塔什达斯表示 , 这一系列测试印证了新晶体管的可行性 , 表示新晶体管能让下一代芯片更快、更节能 , 且承载更多存储和数据处理性能 。
这一新晶体管的发现 , 预示着1nm工艺或许能更快到来 , 带来更强悍的性能 。
写在最后
目前摩尔定律即将终结 , 在后摩尔时代 , 一场新的变革正在酝酿之中 , 或许将掀起一场半导体行业的大洗牌 。
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先进封装、碳基材料等 , 都被看作未来的发展方向 , 带来了新的机遇与挑战 。
目前 , 我国半导体产业落后 , 这对我国来说或许是一次超车的机会 , 我国能否抓住这一机遇 , 就让我们拭目以待 。
文/BU审核/子扬校对/知秋
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