美國賓夕法尼亞州立大學的科學家發表在《自然-通訊》上的一項新研究顯示, 他們成功研製出了一種超薄二維材料電晶體,這些二維材料的產生厚度能夠比目前實際應用的三維矽材料薄10倍,若這種材料成功應用於晶片製造,將會大大提升未來晶片的性能,摩爾定律也將得以延續。
所謂的摩爾定律,是指集成電路可以容納的電晶體數目,其大約是每經過18個月便會增加一倍,該定律是由因特爾創始人戈登.摩爾提出, 除了是依據晶片生產的經驗外,更是以此定律來激勵英特爾公司的晶片研發計劃,並在此定律之下,使得英特爾公司得到了長久的發展,並最終在眾多強勁的競爭對手中脫穎而出,一直到現在都稱霸全球。
但是隨著製造集成電路的原材料矽,在數次改進後,目前的三維矽晶體材料,已是矽作為集成電路原材料的極限,雖然在工藝製程中一再突破尺寸的瓶頸,從14nm到現在量產的5nm,再到3nm,1nm,在尺寸越來越小的情況下,矽材料的局限性已越來越明顯,以至於業界都在普遍認為,摩爾定律將失效或已經失效。
因此,要繼續提升晶片的性能,也就是提高電晶體的數量,就必須研發出更簿或可容納更多電晶體數量的半導體材料,只有這樣,才可以繼續應對全球對信息處理與存儲的需求。
科學家們對應用這種新型材料的二維電晶體進行了研究,分析了與閾值電壓、亞閾值斜率、最大與最小電流之比、場效應載流子遷移率、接觸電阻、驅動電流和載流子飽和速度相關的統計指標,在經過一系列的測試後,證實了新電晶體的可行性。這意味著新型電晶體不僅能夠讓下一代晶片更快、更節能,還能夠承受更多存儲和數據處理性能。
在信息技術的快速發展下,晶片已成為各行各業發展不可缺失的一部分,誰掌握了晶片生產過程中某一關鍵技術,誰就可以把控著未來信息發展的方向。而半導體材料是晶片製造的基礎,其重要性也就不言而喻了。