大学媒体
为什么提这个？当然，因为我们有第三种方案的技术。也就是说，通过缩短晶体管栅极尺寸，芯片性能在相位上得到改善。2022年3月12日，清华大学突破了破冰行业的技术瓶颈，首次实现了亚1纳米栅长的晶体管，并在此基础上具有良好的电学性能。
来自清华大学官网的消息，集成电路研究所任教授领导的团队在小尺寸晶体管研究方面取得重大突破。成功改造了亚1 nm栅长的晶体管。一般来说，晶体管的栅极长度越短，硅基芯片架构中可以容纳的晶体管数量就越多。如果有办法实现栅长与芯片性能的反比，即充电性能，那么我们完全可以降低对光刻机工艺的要求。
更重要的是，根据清华大学官网的消息，团队推出的sub-1纳米栅长晶体管具有良好的电学性能。这意味着通过缩短晶体管栅极长度来减少或避免对EUV掩模对准器的依赖的方案有望实现。也许有朋友会说，我们想到了缩短晶体管栅长来提高芯片性能，国外却没有想到？答:国外能想到，但是技术、性能、动力稳定性都没有我们高。
其实早在2012年，日本就实现了等效的3 nm平面非结构硅基晶体管。2016年在美国实现了物理栅长1 nm的平面硫化钼晶体管。清华大学实现的sub-1纳米栅晶体管的物理栅长为0.34纳米。相比日美半导体，显然我们的精度更高。仅仅是准确率高吗？当然不是！
先来分析一下日本和美国分别在2012和2016推出的等效3 nm和1 nm物理栅晶体管的缺点。日本在2012年推出的等效3 nm平面非结构硅基晶体管，因为架构不成熟，晶体管性能不稳定而被搁置。美国推出的物理栅长1 nm的平面硫化钼晶体管，有相对稳定可靠的架构支持，但在原材料的选择上有问题。即使用稳定性极差的硫作为原料。
清华大学的研究团队巧妙地利用现有的技术优势，以石墨烯薄膜超薄的单层厚度和优异的导电性为栅极，基于石墨烯的横向电场实现垂直Mo S2沟道的开关。在保证性能和电场稳定的基础上，实现了相当于0.34 nm的物理栅晶体管结构。
有意思的是，说到石墨烯技术，我们就是西方的“祖师爷”。也就是早在2020年，我们就实现了8英寸和12英寸石墨烯片的商业化量产。但这也解释了为什么国外因为缺乏成熟的原材料技术而逐渐放弃了减小浇口长度。关于石墨烯，我想大家早些时候也听过很多关于这种原料的报道。相同工艺下石墨烯芯片的性能是硅基芯片的5~10倍。至于权威性，IEEE全球权威半导体组织给出了确认。也就是说，石墨烯材料有望成为未来延续摩尔定律的关键原材料。
回来清华吧。研究团队成功突破的0.34 nm物理栅晶体管，通过在石墨烯表面沉积金属并自然氧化，完成了石墨烯垂直方向的电场屏蔽。这还不是全部。为了进一步提高晶体管的稳定性，清华的团队还使用原子层沉积的铪二氧化碳作为栅介质，使用化学气相沉积的单层二维二硫化钼薄膜作为沟道。
值得一提的是，为了有效地通过石墨烯边缘的电场调控垂直的二硫化钼，清华大学的研究团队还采用了基于工艺的计算机辅助设计(TCAD)。目前，该研究成果已发表在国际顶级学术期刊《自然》上。这也打消了一些人对这一成绩的疑虑和猜测。
总的来说，清华大学突破的研究成果有望帮助我们实现未来在高端芯片领域的自主目标。希望清华大学尽快推出并落地这项技术。尽快实现从实验室到工厂应用的转变。
关于清华大学成功破冰的等效0.34 nm物理栅长晶体管，你有什么想说的？未来要想通过石墨烯在半导体领域实现平价赶超，势必会遇到很多问题。包括基础设施和人员培训。对此大家有什么好的意见和建议吗？
欢迎在下方留言评论。我是一个资深的半导体技术爱好者。关注我，带你了解更多最新半导体资讯，学习更多有用的半导体知识。