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延续摩尔定律,二维晶体管潜力如何?

自20世纪60年代以来,电子电路上可容纳的元器件数量每两年便增加一倍,这种趋势就是著名的摩尔定律。随着晶体管越来越小,硅芯片上可容纳的元器件数量在不断增加。但目前看来,硅晶体管正接近它的物理极限。只有开发出全新类型的材料和设备,才能释放下一代计算机的潜力。单分子厚晶体管芯片或许能用来驱动下一代计算机。图片来源:Peng Lin、Sanghoon Bae 基于块体(三维)半导体的所有晶体管都面临着相同的问题,包括由锗、砷镓铟和磷化铟制成的晶体管。电子一般难以在纳米厚度的沟道内迁移,沟道表面的缺陷也会导致电荷散射,减慢电子流动速度。 而单原子层的二维材料有望使晶体管进一步缩小。由于它们的“垂直”维度有限,且表面平整没有缺陷,因而电子不易发生散射,电荷也能相对自由地在其中流动。前景可观的材料包括过渡金属硫化物 (如二硒化钨和二硫化钼)。 但是,这类研究仍处于初级阶段,如果要满足实用设备的工业级需求,必须先解决三大根本挑战。 ......阅读全文

摩尔定律难以为继?新型二维材料有话说

近年来,半导体行业总是笼罩在摩尔定律难以为继的阴霾之下。但北京大学物理学院研究员吕劲团队与杨金波、方哲宇团队最新研究表明,新型二维材料或将续写摩尔定律对晶体管的预言。他们在预测出“具有蜂窝状原子排布的碳原子掺杂氮化硼(BNC)杂化材料是一种全新二维材料”后,这次发表在《纳米通讯》上的研究,通过

美物理学家称摩尔定律将在十年内崩溃

  北京时间5月3日凌晨消息,据美国IT网站ComputerWorld报道,一位知名的理论物理学家称,计算机行业中的关键理论“摩尔定律”(Moore"s Law)即将崩溃。   纽约市立大学理论物理教授加来道雄(Michio Kaku)在接受BigThink.com网站的视频采访时称,这项延续了4

全球首个单原子层沟道的鳍式场效应晶体管问世

  中科院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心与国内外多家单位合作,首次演示了可阵列化、垂直单原子层沟道的鳍式场效应晶体管,相关成果于3月5日在《自然—通讯》在线发表。  过去几十年来,微电子技术产业沿摩尔定律取得了突飞猛进的发展,按照摩尔定律的预测,集成电路可容纳晶体管数目大约每两年增加一倍。为了避

从三维到二维,材料物理特性会巨变

   “人类过去4000年的发展,从瓷器时代到青铜时代再到铁器时代,每个时代都有一种代表性材料。我们现在生活在塑料与硅的时代,这也是今天人类文明的代表性材料。下一步是什么呢?”在近日举行的2019中国科幻大会“科技与未来”专题论坛上,2010年诺贝尔物理学奖得主、英国曼彻斯特大学物理学教授安德烈·海

英特尔芯片将首次采用三维晶体管

  据英国广播公司(BBC)5月4日报道,美国英特尔公司4日表示,该公司已研发出可大规模生产的三栅(Tri-Gate)三维结构晶体管,配备了新晶体管的芯片在能耗大幅降低的同时,性能也得到了改进。分析人士指出,这是集成电路问世后计算机领域最重要的转变。   英特尔当天还展示了名为“常

3-D结构晶体管首次问世 为摩尔定律注入新活力

22纳米制程技术实现突破5月5日,英特尔公司宣布,自50多年前硅晶体管发明以来,3-D结构的晶体管首次问世。该公司推出的三栅极(Tri-Gate)3-D晶体管设计成功实现了22纳米制程技术的突破,从而推翻了摩尔定律即将走到尽头的判断。  据英特尔技术与制造事业部亚洲区发言人柯必杰介绍

《环球科学》2011年十大科学新闻评选

  “十大科学新闻”评选是《环球科学》(《科学美国人》杂志中文版)每年一度的重头戏,也是本年度全球各大科学领域的重大事件进行的一次全面盘点。经过专业编辑和专家团队的商讨,《环球科学》初步挑选出了30条候选新闻,接受网友的点评和投票。  1、超光速粒子挑战爱因斯坦相对论  9月23日,欧洲核子研究中心

《纳米快报》:美科学家开发出宽度5纳米忆阻器

  上世纪60年代,英特尔公司创始人之一戈登·摩尔提出了著名的摩尔定律:集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。然而,芯片的进一步小型化遇到越来越多的技术局限。在传统硅芯片技术上所能取得的进步受到物理法则和资金的限制也越来越严重,有人以为看到了集成电路技

美科学家开发出宽度5纳米忆阻器

  上世纪60年代,英特尔公司创始人之一戈登·摩尔提出了著名的摩尔定律:集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。然而,芯片的进一步小型化遇到越来越多的技术局限。在传统硅芯片技术上所能取得的进步受到物理法则和资金的限制也越来越严重,有人以为看到了集成电

华人科学家张首晟获“欧洲物理奖”

  华沙时间9月1日,“欧洲物理奖”在波兰华沙颁奖,华人物理学家、斯坦福大学教授、清华大学高等研究院教授张首晟获此殊荣。  因在“量子自旋霍尔效应”理论预言和实验观测领域的开创性贡献,张首晟与4位欧美科学家共同荣获2010年“欧洲物理奖”,他也是获得该奖项的首位华人科学家。而在此前的201

2016全球最受公众关注的科学成果

  中国科学院科技战略咨询研究院战略情报研究所研制的“2016全球最受公众关注的科学成果”,通过计量统计遴选出天文学与天体物理[1]、物理学、化学、地球科学、生命科学这五个学科中受到科技界热切关注的科学成果,及中国研究者参与的每个学科TOP30受公众关注的科学成果,为科技工作者把握最新的科学研究热点

美开发出迄今最小砷化铟镓晶体管

  硅半导体作为微芯片之王的日子已经屈指可数了,据物理学家组织网近日报道,美国麻省理工学院科学家开发出了有史以来最小的砷化铟镓晶体管。该校微系统技术实验室科研团队开发的这个复合晶体管,长度仅为22纳米。研究团队近日在旧金山举行的国际电子设备会议上介绍了该项研究成果。   麻省理工学院电气工程和计算

IBM新型碳纳米管芯片:单芯片上制造上万晶体管

        美国IBM公司使用标准的主流半导体工艺,将一万多个碳纳米管打造的晶体管精确放置在了一颗芯片内,并且通过了测试。多年来,我们的芯

液态金属能给计算带来什么

  液态金属,在普通人看来,它可能是体温计中流动的水银,是高温锅炉中沸腾的铁水。可在科学家眼中,它是流动的软体生命,是连接人体神经的桥梁,是未来机器人变革的核心材料……不久前,我国一个科研小组在国际上率先将液态金属与量子器件及计算技术联系起来。更快更智能的计算,一直是人类追求的目标。液态金属是否预示

揭晓为何智能穿戴设备是物联网的关键载体

  从1969年美国出现因特网至今已经46年了,按人的发展阶段来看,正处于不惑和知天命的年龄段。整个产业技术路径非常清晰,由之前的PC互联网发展到了今天正火爆的移动互联网,并正在准备跨入物联网的时代,而导致这种产业演变趋势的正是我们所熟悉的摩尔定律。  摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登

分子尺度实现二维有机材料电子学性质精确调控

   近日,南京大学电子科学与工程学院、固体微结构物理国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心的王欣然、施毅教授,中国人民大学季威教授,香港中文大学许建斌教授等课题组深入合作,在二维有机半导体的精确可控外延生长、输运性质调控和器件研究中取得突破性进展,相关研究成果于201

陈彧等发现石墨烯有望为信息存储器“大限”解围

很多人都知道,摩尔定律揭示了信息技术神话一样的发展速度;但很多人不知道的是,2018年,以硅基材料为基础的信息存储技术将面临发展“大限”。华东理工大学特聘教授陈彧带领的课题组最近发现,石墨烯材料能有效拓展信息存储空间,从而在以石墨烯为基础的新型有机高分子信息存储材料研究领域取得重大进展。研

微处理器、智能手机与技术创新

从不久前沸沸扬扬的中兴事件中,国人大体上都了解到微处理器芯片的极其重要性。没有微处理器芯片,就没有智能手机和许多创新产品。但是,许多人可能并不了解微处理器变迁和发展的速度有多快。2018年5月16日微软首席执行官峰会上,艾德·拉佐斯卡教授(Ed Lazowska,华盛顿大学保罗·G·艾伦计算机科学与

半导体行业将发布以应用为导向的新路线图

   自上世纪60年代起推动信息技术革命的原则——摩尔定律正走向终结。  下个月,全球半导体行业将正式承认对涉及其中的每个人来说都日趋明显的事情:自上世纪60年代起推动信息技术革命的原则——摩尔定律正走向终结。  作为一种控制计算的经验法则,摩尔定律认为,一颗微处理器芯片上的晶体管数量每两年左右将会

IBM宣布用最新工艺制造5纳米芯片

  IBM日前在日本京都宣布,该公司研究团队在晶体管的制造上取得了巨大的突破——在一个指甲大小的芯片上,从集成200亿个7纳米晶体管飞跃到了300亿个5纳米晶体管。据美国电气和电子工程师协会(IEEE)《光谱》杂志6日报道,这一出色表现有望挽救濒临极限的摩尔定律,使电子元件继续朝着更小、更经济的方向

7纳米之“争”:技术概念尚待厘清

  近日,一则内容为“全球首个7纳米(nm)量产芯片在嘉楠耘智诞生”的消息引发了大量关注与热议,文中“领先世界”“弯道超车”等抓人眼球的字眼更是引起半导体行业内人士的质疑。  《中国科学报》记者了解到,发布“全球首款7nm量产芯片”的“嘉楠耘智”系一家比特币矿机厂商(全称为“杭州嘉楠耘智信息科技有限

亚纳米级孔隙三维图像首次获得

  据物理学家组织网6月9日(北京时间)报道,美半导体研究公司与康耐尔大学的研究人员开发出一种新的方法,利用电子断层成像技术首次获得了亚纳米级的孔隙三维图像。科学家相信,对于半导体材料亚纳米级结构的深入了解,将会不断提高集成电路的性能,降低电能的消耗。   揭示信息技术进步速度的摩

纳米科技:螺蛳壳里做道场 ——访中科院外籍院士王中林

  计算机工业飞速发展,芯片制造工艺在不知不觉中就从90nm进化到了14nm,摩尔定律在20多年的时间里大行其道,意义非凡。要知道,人们最初接触纳米这个词多少都和购买与使用计算机相关。但现如今,纳米这个词已经深入到人类生活的方方面面了。一个镜头想要强调自己的高技术标准,会标称自己使用了纳米镀膜;厨房

集成电路一甲子:方寸之间上演时代更迭

  60年前的9月12日,在晶体管诞生11年后,美国德州仪器青年工程师基尔比(Jack Kilby)将几个锗晶体管芯片粘在一个锗片上,并用细金丝将这些晶体管连接起来——看,这是世界上第一块集成电路。  如果拥有上帝视角,你会为那块粗糙简陋的集成电路欢呼雀跃。因为,你能在手机上阅读这篇文章,也得益于它

晶体管继任者走来 忆阻器或成计算机新宠

  美国哥伦比亚广播公司的《疑犯追踪》塑造了一个人物,他设计出一种能预测恐怖袭击的机器。  图片来源:哥伦比亚广播公司  普通晶体管的替代者或许能在这个10年后进入市场,这预示着传统计算机功能结构将出现彻底性的重新设计。忆阻器——过去6年间大量研究的主题——将成为一系列新设备的基本构件,这些设备从“

7纳米之“争”:技术概念尚待厘清

近日,一则内容为“全球首个7纳米(nm)量产芯片在嘉楠耘智诞生”的消息引发了大量关注与热议,文中“领先世界”“弯道超车”等抓人眼球的字眼更是引起半导体行业内人士的质疑。 发布“全球首款7nm量产芯片”的“嘉楠耘智”系一家比特币矿机厂商(全称为“杭州嘉楠耘智信息科技有限公司”),该厂商对其发

六方氮化硼石墨烯已具备实用价值

  随着人们生活需求的日益增长,各类电子产品的性能及功能得到了极大提高。同时,传统电子材料的物理限制也因此逐渐显现,人们愈加迫切地需要具备更加强大性能的新一代电子原材料作为电子工业继续腾飞的基石。  据物理学家组织网9月15日报道,英国曼彻斯特大学的研究人员在《自然·纳米技术》发表论文称,他们利用二

南京大学团队二维材料弹道雪崩现象最新成果

  半导体PN结是集成电路的“技术心脏”,在其应用中反向击穿是一类基本的物理过程。基于雪崩反向击穿机制的光电探测器是实现单光子探测的重要手段,目前已成为通信网络,光谱技术以及量子通讯等应用中的核心部件。但是传统的雪崩击穿过程需要强电场激发,随机散射严重;造成器件在小偏压,低噪声、可集成以及鲁棒性等方

英国科学家成功合成含有六方氮化硼夹层的石墨烯材料

  随着人们生活需求的日益增长,各类电子产品的性能及功能得到了极大提高。同时,传统电子材料的物理限制也因此逐渐显现,人们愈加迫切地需要具备更加强大性能的新一代电子原材料作为电子工业继续腾飞的基石。  据物理学家组织网9月15日报道,英国曼彻斯特大学的研究人员在《自然·纳米技术》发表论文称,他们利用二

物理所基于忆耦器实现非易失性多态存储

  随着摩尔定律的失效,基于半导体集成电路的信息技术已逐步逼近物理极限,后摩尔时代的信息技术亟待全新的范式和原理。现代计算机自问世以来一直采用冯·诺依曼结构,即运算器与存储器分离,这种结构使得运算器与存储器之间的数据传输成为影响系统性能的瓶颈(称为冯·诺依曼瓶颈),大大限制了计算机性能的提高;同时,