如今,摩爾定律已在失效的邊緣,積體電路中可容納的電晶體數目已到極限。雖然臺積電、三星仍在推進3nm,乃至2nm製程,但接下來的研發無疑愈發艱難,成本也會更高。
摩爾定律走到極限目前,製造電晶體的主要材料為三維矽材料,但已經走到矽基材料的極限。
如今,5nm工藝電晶體密度高達1.713億個/平方毫米。基於該工藝而成的蘋果A14晶片,共集成了118億電晶體,然而新工藝卻讓A14的效能提升十分有限。
而且,專業機構ICmasters指出,蘋果A14晶片的電晶體密度與此前臺積電宣稱數額相差巨大,質疑臺積電5nm工藝虛標。
而基於三星5nm工藝的驍龍888,也被曝光功耗翻車。如此看來,晶片製程向前推進已經十分艱難。
矽基晶片的未來方向,成為了業界熱議的話題。為此,不少業界人士選擇從半導體材料入手,攻克這一難題。
科學家攻克難題日前,美國賓夕法尼亞大學科學家便在半導體材料上,實現突破。
據瞭解,該二維材料產生的厚度比當前的三維材料薄10倍。這表示,晶片中可容納的電晶體數量更多,想要儲存與處理更多的資料,便需要更多的電晶體。
實驗中,科學家利用來自賓夕法尼亞大學的二維晶體聯盟NSF材料創新平臺的,金屬-有機化學相沉積技術,生長了單層二硫化鉬與二硫化鎢。
而且,科學家對閾值電壓、場效應載流子遷移率、接觸電阻等多項指標進行了統計與分析,證明了新二維電晶體的效能。
賓夕法尼亞大學助理教授普塔什達斯表示,這一系列測試印證了新電晶體的可行性,表示新電晶體能讓下一代晶片更快、更節能,且承載更多儲存和資料處理效能。
這一新電晶體的發現,預示著1nm工藝或許能更快到來,帶來更強悍的效能。
寫在最後目前摩爾定律即將終結,在後摩爾時代,一場新的變革正在醞釀之中,或許將掀起一場半導體行業的大洗牌。
先進封裝、碳基材料等,都被看作未來的發展方向,帶來了新的機遇與挑戰。
目前,我國半導體產業落後,這對我國來說或許是一次超車的機會,我國能否抓住這一機遇,就讓我們拭目以待。