如今，摩爾定律已在失效的邊緣，集成電路中可容納的晶體管數目已到極限。雖然臺積電、三星仍在推進3nm，乃至2nm制程，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，制造晶體管的主要材料為三維硅材料，但已經走到硅基材料的極限。
如今，5nm工藝晶體管密度高達1.713億個/平方毫米。基于該工藝而成的蘋果A14芯片，共集成了118億晶體管，然而新工藝卻讓A14的性能提升十分有限。
而且，專業機構ICmasters指出，蘋果A14芯片的晶體管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。
而基于三星5nm工藝的驍龍888，也被曝光功耗翻車。如此看來，芯片制程向前推進已經十分艱難。
硅基芯片的未來方向，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。
快科技報道，在《自然-通訊》雜志上，美國科學家表示其成功研制一種超薄二維材料晶體管，為突破摩爾定律帶來了希望。
據了解，該二維材料產生的厚度比當前的三維材料薄10倍。這表示，芯片中可容納的晶體管數量更多，想要存儲與處理更多的數據，便需要更多的晶體管。
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，證明了新二維晶體管的性能。
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晶體管的可行性，表示新晶體管能讓下一代芯片更快、更節能，且承載更多存儲和數據處理性能。
這一新晶體管的發現，預示著1nm工藝或許能更快到來，帶來更強悍的性能。
寫在最后
目前摩爾定律即將終結，在后摩爾時代，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，我國半導體產業落后，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。
文/BU 審核/子揚 校對/知秋
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