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上海长方光学仪器有限公司

全球最小的晶体管诞生,尺寸仅2.5纳米

2018-12-13 11:31:06  来源:内容来源于网络 浏览量:1482次
【导读】3D三维晶体管,Intel于2011年5月6日宣布了所谓的“年度最重要技术”——世界上第一个3-D三维晶体管“Tri-Gate”。

    3D三维晶体管,Intel于2011年5月6日宣布了所谓的“年度最重要技术”——世界上第一个3-D三维晶体管“Tri-Gate”。晶体管是现代电子学的基石,而Intel此举堪称晶体管历史上最伟大的里程碑式发明,甚至可以说是“重新发明了晶体管”。半个多世纪以来,晶体管一直都在使用2-D平面结构,现在终于迈入了3-D三维立体时代。

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  美国研究人员研制出一种新的三维晶体管,尺寸不到当今最小商业晶体管的一半。他们为此开发了一种新颖的微加工技术,可以逐个原子地修改半导体材料。

  为了跟上“摩尔定律”的步伐,研究人员一直在寻找将尽可能多的晶体管塞入微芯片的方法。最新的趋势是垂直竖立的鳍式三维晶体管,其尺寸约为5纳米,比人类头发还要薄几万倍。

  晶体管由三个终端组成:源极(Source)、漏极(Drain)和栅极(Gate)。电流从源极流到漏极,由栅极来控制,后者会根据所施加的电压打开和关闭。

  伯克力实验室研究人员苏杰伊-德赛(Sujay Desai)称:“长期以来,半导体行业一直认为,任何小于5纳米的栅极都不可能正常工作。因此,人们之前从未考虑过小于5纳米的栅极。”

  科学家们想进一步缩小晶体管的尺寸,以在单位面积的芯片上集成更多晶体管,这样芯片会变得性能更强而价格更低。碳纳米管是目前替代硅材料的热门之选,一些有关的工作也时常见诸报道,比如加州大学伯克利分校Ali Javey教授的栅极长度仅有1纳米的晶体管(Science, 2016, 354, 99,),以及北京大学彭练矛-张志勇课题组的5纳米碳纳米管CMOS器件,将晶体管性能推至理论极限。

  研究人员说,限制缺陷也会带来更高的开关对比度。理想情况下,晶体管导通时需要高电流以处理繁重的计算,且在关闭时几乎没有电流以节省能量。这种对比对于制造高效的逻辑开关和微处理器至关重要,研究人员表示,他们研发的FinFET的开关对比度是目前为止最高的。



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2018-12-13 11:31:06
标签:晶体管 , 纳米
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