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

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。

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。

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。

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。

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。

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