晶体管的尺寸是提高计算机技术的重要组成部分。你的晶体管越小,你就越能装在芯片上,你的处理器就越快,效率也就越高。这就是为什么劳伦斯伯克利国家实验室的一个团队成功地**了一个功能性的1纳米长的晶体管栅极是如此重大的新闻,该实验室声称这是有史以来最小的工作晶体管。
多年来,计算行业一直遵循摩尔定律,即半导体电路中的晶体管数量每两年翻一番。当前一代技术采用14纳米尺度技术,10纳米半导体预计将在2017年或2018年发布,产品包括英特尔的Cannonlake系列。
展望未来,摩尔定律开始陷入困境
但展望未来,摩尔定律开始陷入困境。所谓麻烦,我指的是物理定律。你看,虽然7nm的节点在技术上是可以用硅**的,但在那之后你就遇到了问题,小于7nm的硅晶体管在物理上变得如此紧密,以至于电子经历了量子隧穿。因此,电子可以不停地从一个栅极流向下一个栅极,而不是停留在预定的逻辑门中,这就使得晶体管不可能处于关闭状态。
Sujay Desai/UC Berkeley尽管像英特尔这样的公司最初宣布他们将探索其他材料来生产7nm半导体和其他材料,伯克利实验室的研究小组已经击败了他们,用碳纳米管和二硫化钼(MoS2)**了一种亚7nm的晶体管。MoS2起着半导体的作用,空心碳纳米管起着控制电子流动的栅极的作用。
这里的研究还处于非常早期的阶段
也就是说,这里的研究还处于非常早期的阶段。在14纳米,单个芯片上有超过10亿个晶体管,伯克利实验室团队还没有开发出一种可行的方法来批量生产新的1纳米晶体管,甚至还没有开发出一种使用它们的芯片。但仅作为概念的证明,这里的结果仍然很重要——新材料可以继续允许更小的晶体管尺寸,并为未来的计算机提高功率和效率。
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