摩爾定律是指計算機晶片上的電晶體數量每隔2年左右會翻一番，並在過去數十年中成功驗證。不過伴隨著生產工藝要求的提升，越來越多的人質疑未來摩爾定律是否依然有效。麻省理工學院和科羅拉多大學的工程師近日成功研發出新的微加工技術，可用於生產有史以來最小的3D電晶體，尺寸是目前主流商用產品的三分之一。

幾年前，晶片行業的標準是14nm生產工藝，是指每個電晶體的寬度。目前在商業領域，iPhone XR、iPhone XS和iPhone XS Max上裝備的A12 Bionic晶片就是7nm生產工藝，而且目前已經有生產廠商開始試驗5nm生產工藝。而研究人員開發的一些新電晶體再次將其減半，根據測量創紀錄的達到2.5奈米寬。

為了製造它們，該團隊在新進開發的微加工工藝熱原子層蝕刻（thermal ALE）基礎上進行了改進。首先他們將稱之為銦鎵砷（indium gallium arsenide）的合金半導體材料暴露於氟化氫（hydrogen fluoride）上，用於在基板表面上形成薄薄的金屬氟化物層。

接下來該團隊添加了一種名為二甲基氯化鋁（DMAC）的有機化合物，用於觸發配位體交換（ligand exchange）的化學反應。DMAC中名為“ligands”的離子和金屬氟化物層中的原子結合，因此當DMAC被清除時，它將單個原子從金屬表面上剝離。每次刻蝕僅0.2奈米，當重複數百次過程時，蝕刻精度可以達到令人驚歎的地步。

該研究的第一作者盧文傑說：“這就有點像是一層層的剝洋蔥。在每個迴圈中，我們只能蝕刻掉2%的奈米材料。這使我們具有超高的精度和對過程的精確控制。”研究人員使用該技術製造了FinFET（鰭片場效應電晶體），通常情況下精度為5nm，而最高精度可以達到2.5奈米。

2012年10月28日，美國IBM研究所科學家宣稱，最新研製的碳奈米管晶片符合了“摩爾定律”週期，依據摩爾定律，計算機晶片每18個月整合度翻番，價格減半。傳統的電晶體是由矽製成，然而2011年來矽電晶體已接近了原子等級，達到了物理極限，由於這種物質的自然屬性，矽電晶體的執行速度和效能難有突破性發展。

IBM公司的研究人員在一個矽晶片上放置了1萬多個碳奈米電晶體，碳奈米電晶體的電子比矽質裝置執行得更快。它們也是電晶體最理想的結構形式。這些優異的效能將成為替代矽電晶體的原因，同時結合新晶片設計架構，未來將使微型等級晶片實現計算機創新。

研究人員發現，電子被捕獲進一個介面處具有一層氧化物或者金屬的半導體後就很容易被抽進空氣中，藏匿於該介面處的電子會形成一層電荷，而且該電子層內部的帶電粒子之間的庫倫排斥力也會使電子很容易從矽中釋放出來。他們透過施加很少量的電壓，有效地從矽結構中提取出了電子，隨後再將電子置於空氣中，使它們能在奈米尺度的通道內行進，而不會遇到任何的碰撞或者發生散射。