Исследователи из Пекинского университета предложили транзистор, который способен изменить будущее микроэлектроники. Команда во главе с профессором Пенг Хайлином представила кремниевый транзистор, основанный на двумерном материале — оксиселениде висмута (Bi2O2Se). Новинка использует архитектуру gate-all-around (GAAFET), при которой затвор полностью обхватывает канал, что отличает ее от частичного покрытия в обычных FinFET-структурах. Это увеличивает площадь контакта, снижая потери энергии и улучшая контроль над током.
Согласно публикации в журнале Nature Materials, этот транзистор демонстрирует на 40% более высокую скорость и на 10% меньший расход энергии по сравнению с существующими 3-нанометровыми чипами Intel. Представители Пекинского университета утверждают, что это «самый быстрый и энергоэффективный транзистор в истории», который также превосходит процессоры от TSMC и Samsung. Результаты испытаний, проведённых в условиях, аналогичных тем, что используются при производстве ведущих коммерческих чипов, подтверждают эти данные.
Главную роль сыграли новые материалы: оксиселенид висмута (Bi2O2Se) в роли полупроводника и Bi2SeO5 в качестве диэлектрического материала затвора. Низкая межфазная энергия этих материалов минимизирует наличие дефектов и уменьшает рассеяние электронов. «Электроны передвигаются практически без сопротивления, как вода по гладкой трубе», — объяснил профессор Пенг. Технология уже прошла проверку с помощью расчетов функционала плотности (DFT) и физических испытаний на университете.
Эта новая структура способна преодолеть барьеры, связанные с миниатюризацией кремниевых чипов, особенно в размерах менее 3 нм. Это открывает возможности для создания компактных и мощных процессоров, в том числе для ноутбуков.
Важно, что производство таких транзисторов возможно на текущей полупроводниковой инфраструктуре, что упростит их внедрение в индустрию. При успешном увеличении масштабов производства, эта технология может затормозить переход на альтернативные материалы, такие как графен, продолжив доминирование кремния в сфере микроэлектроники.
Источник: iXBT
