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摩尔定律死了,半导体工业的发展会停滞吗?“摩尔定律这次真的结束了!”已经存在了50年的摩尔定律正在失败?近年来,关于摩尔定律即将终结的报道不计其数,各方面的专家都表示支持这一说法。从这个角度来看,在这个科学技术领域,真的有no/きだよ/room定律存在吗?就在我们对此感到疑惑和叹息的时候,好消息突然从计算技术领域传来:科学家们已经将晶体管工艺从14纳米缩短到了1纳米!通过这种方式,更多的晶体管可以集成在相同尺寸的芯片上,摩尔定律有望延续其传奇般的预测!

摩尔定律终结了吗?史上最小 1 nm 晶体管将为之续命

劳伦斯·伯克利国家实验室的一个团队取得了这一重大突破。在阿里·贾维的领导下,他们开发的新晶体管的栅极线宽度只有1纳米。(很难想象1纳米有多小?与人类的头发相比,后者只有大约50,000纳米宽。(

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研究成果

计算机技术长期遵循摩尔定律。为什么人们开始怀疑它不能持续到现在?根据物理定律,5纳米被认为是传统半导体栅线宽度的极限,约为目前市场上高端20纳米栅晶体管的1/4。然而,如果晶体管过小,分布过密集,可能会产生量子隧道效应,给芯片制造商带来严峻的挑战。

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Burkley Laboratories的研究员Sujay desai说:“长期以来,半导体行业一直认为任何小于5纳米的栅极都不能正常工作。”因此,人们以前从未考虑过小于5纳米的栅极。”

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研究成果

然而,伯克利实验室打破了传统的界限,开发了一种栅极只有1纳米的晶体管。

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魏说:“我们已经研制出迄今为止已知的最小的晶体管。栅极长度用于测量晶体管的规格。我们已经成功开发了1纳米栅极晶体管,这意味着只要选择合适的材料,目前的电子元件将大大减少/0/”

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德赛说:“我们的研究结果表明,使栅极低于5纳米并非不可能。一直以来,人们都是基于硅材料来减少电子元件的体积。然而,我们放弃了硅材料,选择了二硫化钼。因此,我们开发了一种只有1纳米的栅极。”

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硅和二硫化钼都有晶格结构,但与二硫化钼相比,流经硅的电子更轻,遇到的阻力更小。当栅极为5纳米或更长时,硅可以发挥其优势。然而,当栅极长度小于5纳米时,会出现一种称为“隧道效应”的量子力学现象,这种现象会阻止电流从源极流向漏极。

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德赛解释说:“这意味着我们不能关闭晶体管,电子完全失去控制。”而流经二硫化钼的电子较重,因此它们可以由较短的栅极控制。

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研究成果

在选择二硫化钼作为半导体材料之后,有必要构建栅极。然而,制造1纳米结构并不容易,并且传统的光刻技术不适合如此小的规模。最后,研究人员转向碳纳米管,一种直径只有1纳米空核的圆柱形管。

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研究人员的测试表明,带有碳纳米管栅极的二硫化钼晶体管可以有效地控制电子流。陈嘉炜说:“这项研究表明,我们的晶体管将不再局限于5纳米的栅极。通过使用合适的半导体材料和设备架构,摩尔定律将在很长一段时间内继续有效。”

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目前,这项研究仍处于起步阶段,研究成果已发表在《科学》杂志上。虽然这项研究有望大大提高计算机的计算能力,这具有重要的指导意义,但在现阶段仍难以实现大规模生产。毕竟,在14纳米工艺下,一个芯片上有超过10亿个晶体管,芯片制造商可能需要一段时间才能放慢速度。

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来源:罗盘报中文网

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