Китайский университет разработал первый в мире двумерный транзистор GAAFET без использования кремния

Исследовательская группа из Пекинского университета опубликовала результаты своих исследований по двумерному маломощному транзистору GAAFET, первому в своем роде в мире. Под руководством профессора Пэн Хайлиня и Цю Чэнгуана многопрофильная группа опубликовала статью в журнале Nature, некоторые члены группы назвали это открытие не иначе как монументальным прорывом.

Команда из Пекина изготовила то, что в статье описывается как «многослойная-сложенная монокристаллическая 2D GAA-конфигурация в масштабе пластины». Чтобы разбить техноболтовню, мы должны начать с GAAFET. Полевые транзисторы Gate-all-around, сокращенно GAAFET, являются следующим этапом эволюции транзисторной технологии после MOSFET и FINFET.

Инновации в транзисторах в значительной степени были обусловлены лучшим контролем источников и связи затворов; у MOSFET источник касается одной плоскости затвором, у FINFET три плоскости касаются их затворов, где gate-all-around окружает источники в их пересекающихся затворах, как следует из названия. Ниже приведена иллюстративная диаграмма Samsung, иллюстрирующая различия (плюс фирменная версия MBCFET от Samsung для GAAFET).

Изображение: Samsung

Транзисторы GAAFET не являются чем-то новым; транзисторная технология необходима для изготовления микрочипов на уровне 3 нм и ниже. Главное новшество Пекина исходит из двумерной природы их транзисторов, чему способствует использование элемента, отличного от кремния.

Bi₂O₂Se, или оксиселенид висмута, является полупроводниковым материалом, который годами изучался для использования в узлах процесса суб-1 нм, во многом благодаря его способности быть 2D-полупроводником. Двумерные полупроводники, такие как 2D Bi₂O₂Se, более гибкие и прочные в малых масштабах, чем кремний, который сталкивается с пониженной подвижностью носителей даже в узле 10 нм.

«Это самый быстрый и эффективный транзистор из когда-либо созданных», — сказал Пэн о новом транзисторе своей команды. «Если инновации в области чипов на основе существующих материалов считаются «коротким путем», то наша разработка транзисторов на основе 2D-материалов сродни «смене полосы движения», — продолжает Пэн в заявлении для веб-сайта Пекинского университета (доступ через South China Morning Post).

Команда утверждает, что протестировала свой транзистор с продукцией Intel, TSMC, Samsung и других производителей, и он превзошел их в схожих условиях эксплуатации.

Одиссея от кремния до висмута

Подобные прорывы в области многослойных 2D-транзисторов и переход от кремния к висмуту открывают большие перспективы для будущего полупроводников и необходимы китайской промышленности для того, чтобы конкурировать на передовых позициях в области полупроводников.

Хотя транзисторы 2D GAAFET, возможно, и не являются будущим производства полупроводников, исследование представляет собой растущие молодые умы в Китае, готовые к инновациям в том, что возможно, чтобы продвинуть отрасль вперед. Поскольку Соединенные Штаты готовы усилить свои торговые эмбарго и ограничения на доступ Китая к технологиям, включая потенциальный запрет на технологию GAAFET, китайская технологическая индустрия гонится со временем воюющих империй.

Источник: Tomshardware.com