0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

美国科学家研制出超薄二维材料晶体管 大大提升未来芯片的性能

工程师邓生 来源:快科技 作者:斌斌 2021-02-05 15:03 次阅读

根据摩尔定律集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍。这也意味着,半导体材料的改善对芯片性能的提升至关重要。

据外媒报道,美国宾夕法尼亚州立大学的科学家发表在《自然-通讯》的一项新研究显示,他们成功研制出了一种超薄二维材料晶体管,这将大大提升未来芯片的性能。

宾夕法尼亚州立大学工程学院工程科学与力学的助理教授萨普塔什·达斯(Saptarshi Das)表示,我们现在生活在一个由数据驱动的互联网世界,随之而来的是大数据对存储和处理能力的挑战。

而晶体管作为集成电路领域重要组成部分,想要存储和处理更多的数据,就需要使用更多的晶体管。但随着晶体管特征尺寸的缩小,想要进一步提升芯片性能,就需要更小更薄的半导体材料。

当前使用的三维硅材料已经用于制作晶体管有60年左右的历史,其尺寸几乎已经达到了极致。特别是5nm制程工艺后,传统晶体管微缩提升性能难以为继,这也使得硅在晶体管中的应用越来越具有挑战性。

因此,众多科学家都在新技术、新工艺、新材料等方面一直进行积极探索,发现二维材料有着先天的优势。因为这些二维材料的产生厚度能够比目前实际应用的三维硅材料薄10倍。

研究中,科学家通过使用金属有机化学气相沉积技术生长了单层二硫化钼和二硫化钨,该技术来自宾夕法尼亚州立大学的二维晶体联盟NSF材料创新平台(2DCC-MIP)。

此外,为验证新型二维晶体管的性能,科学家分析了与阈值电压、亚阈值斜率、最大与最小电流之比、场效应载流子迁移率、接触电阻、驱动电流和载流子饱和速度相关的统计指标。

达斯教授指出,经过一系列的测试证实了新晶体管的可行性,这意味着新型晶体管不仅能够让下一代芯片更快、更节能,还能够承受更多存储和数据处理性能。

据了解,台积电5nm制程工艺已经量产,而3nm制程工艺将于今年进行试产,2022年量产。此外,有消息称台积电已经成功开发了2nm制程工艺,将在2023年上半年进行风险生产,并将在2024年开始批量生产。

如果超薄二维材料晶体管进入应用阶段,那么1nm制程工艺想比也将很快实现。

责任编辑:PSY

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 芯片
    +关注

    关注

    453

    文章

    50360

    浏览量

    421648
  • 晶体管
    +关注

    关注

    77

    文章

    9629

    浏览量

    137811
  • 半导体材料
    +关注

    关注

    11

    文章

    516

    浏览量

    29510
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    我国科学家研制出具有仿生三架构的新型电子皮肤系统

    清华大学航天航空学院、柔性电子技术实验室张一慧教授课题组在国际上首次研制出具有仿生三架构的新型电子皮肤系统,可在物理层面实现对压力、摩擦力和应变三种力学信号的同步解码和感知,对压力位置的感知分辨率
    的头像 发表于 11-14 09:39 86次阅读

    麻省理工学院研发全新纳米级3D晶体管,突破性能极限

    11月7日,有报道称,美国麻省理工学院的研究团队利用超薄半导体材料,成功开发出一种前所未有的纳米级3D晶体管。这款晶体管被誉为迄今为止最小的
    的头像 发表于 11-07 13:43 289次阅读

    晶体管二极管的区别是什么

    晶体管二极管都是半导体器件,但它们在结构、功能和应用方面存在明显的区别。以下是对这两者的比较: 一、结构区别 二极管 二极管是一种两端器件,具有正极(P型)和负极(N型)两个极性。
    的头像 发表于 10-15 14:50 635次阅读

    晶体管的主要材料有哪些

    晶体管的主要材料是半导体材料,这些材料在导电性能上介于导体和绝缘体之间,具有独特的电子结构和性质,使得
    的头像 发表于 08-15 11:32 1032次阅读

    上海科学家精准操控原子“人造”蓝宝石 为低功耗芯片研制开辟新路

    芯片中的晶体管随着摩尔定律向纳米级不断缩小时,发挥绝缘作用的介质材料却因为厚度缩小而性能快速降低。如何为更小的晶体管匹配更佳的介质
    的头像 发表于 08-09 15:38 280次阅读

    芯片晶体管的深度和宽度有关系吗

    一、引言 有关系。随着集成电路技术的飞速发展,芯片晶体管作为电子设备的核心元件,其性能的优化和制造技术的提升成为了行业关注的焦点。在晶体管的众多设计参数中,深度和宽度是两个至关重要的因
    的头像 发表于 07-18 17:23 583次阅读

    科学家研制出一款新型柔性X射线探测器

    英国科学家开发出一种有机半导体材料,并利用其研制出一款新型柔性X射线探测器。这种探测器不仅“身段”更柔软,可贴合需要扫描物体的形状,从而提高患者筛查的准确性,降低肿瘤成像和放射性治疗的风险,而且成本
    的头像 发表于 06-13 06:29 253次阅读

    超薄二维材料能使可见光发生偏振旋转

    了这种特性。这种元件允许光向一个方向传播,但会阻挡另一个方向的所有光。 在最近的一项研究中,德国和印度的物理学家表明,在适合芯片使用的小磁场下,硒化钨等超薄
    的头像 发表于 06-12 06:37 218次阅读
    <b class='flag-5'>超薄</b><b class='flag-5'>二维</b><b class='flag-5'>材料</b>能使可见光发生偏振旋转

    苹果M3芯片晶体管数量

    苹果M3芯片晶体管数量相当可观,相比前代产品有了显著的提升。这款芯片搭载了高达250亿个晶体管,比M2
    的头像 发表于 03-11 16:45 847次阅读

    M3芯片有多少晶体管

    M3芯片晶体管数量根据不同的版本有所差异。具体来说,标准版的M3芯片拥有250亿个晶体管,这一数量相比前代产品M2有了显著的提升,使得M3
    的头像 发表于 03-08 15:43 1009次阅读

    康奈尔大学科学家研制出5分钟快速充电锂电池

    锂离子电池如今广泛应用于电动汽车及智能手机领域。其优点包括轻巧、抗震、环保,但充电时间较长及承受大功率电涌的能力不足。随着最新研究成果发布,科学家找到了一种独特的铟阳极材料,与锂离子电池内的阴极材料实现良好配合。
    的头像 发表于 01-26 09:57 636次阅读
    康奈尔大学<b class='flag-5'>科学家</b><b class='flag-5'>研制出</b>5分钟快速充电锂电池

    二维材料增强光纤

      二维材料可用于涂覆光纤以增强非线性相互作用,为构建未来非线性和超快激光系统开辟新途径。NIR 和 SWIR 光谱测量并量化输出特性和光学行为。石墨烯和过渡金属硫属化物 (TMD)
    的头像 发表于 12-01 06:34 346次阅读

    二维材料层的共振拉曼光谱

      拉曼光谱一直是表征石墨烯、六方氮化硼或过渡金属硫属化物 (TMD) 等二维材料的最重要的测量技术之一。分析其拉曼光谱可以揭示有关层数、电荷掺杂或应力和应变状态的信息。二维
    的头像 发表于 11-30 15:34 478次阅读
    <b class='flag-5'>二维</b><b class='flag-5'>材料</b>层的共振拉曼光谱

    首次实现GHz频率的二维半导体环形振荡器电路

    南京大学电子科学与工程学院王欣然教授、施毅教授带领的团队在二维半导体集成电路领域取得突破性进展。通过设计-工艺协同优化(DTCO),开发出空气隔墙晶体管结构,大幅降低寄生电容,在国际上首次实现了
    的头像 发表于 11-24 14:36 864次阅读
    首次实现GHz频率的<b class='flag-5'>二维</b>半导体环形振荡器电路

    综述:基于二维材料的气体传感器研究进展

    )、MXenes等。由于二维材料具有纳米尺寸的层状结构、优异的半导体性能、大比表面积,因此,在气体传感器领域具有其它材料不可比拟的优势。 据麦姆斯咨询报道,针对
    的头像 发表于 11-23 09:13 609次阅读