計算技術界的重大突破：1nm電晶體誕生

wu.hn8401 · 發表於 2016-10-8 13:30:48

據外媒報導，今天，沉寂已久的計算技術界迎來了一個大新聞。勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團隊打破了物理極限，將現有最精尖的電晶體制程從14nm縮減到了1nm。電晶體的制程大小一直是計算技術進步的硬指標。電晶體越小，同樣體積的晶片上就能集成更多，這樣一來處理器的性能和功耗都能會獲得巨大進步。

多年以來，技術的發展都在遵循摩爾定律，即當價格不變時，積體電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個月翻一倍以上。眼下，我們使用的主流晶片制程為14nm，而明年，整個業界就將開始向10nm制程發展。

不過放眼未來，摩爾定律開始有些失靈了，因為從晶片的製造來看，7nm就是物理極限。一旦電晶體大小低於這一數位元，它們在物理形態上就會非常集中，以至於產生量子隧穿效應，為晶片製造帶來巨大挑戰。因此，業界普遍認為，想解決這一問題就必須突破現有的邏輯門電路設計，讓電子能持續在各個邏輯門之間穿梭。

此前，英特爾等晶片巨頭表示它們將尋找能替代矽的新原料來製作7nm電晶體，現在勞倫斯伯克利國家實驗室走在了前面，它們的1nm電晶體由納米碳管和二硫化鉬（MoS2）製作而成。MoS2將擔起原本半導體的職責，而納米碳管則負責控制邏輯門中電子的流向。

眼下，這一研究還停留在初級階段，畢竟在14nm的制程下，一個模具上就有超過10億個電晶體，而要將電晶體縮小到1nm，大規模量產的困難有些過於巨大。

不過，這一研究依然具有非常重要的指導意義，新材料的發現未來將大大提升電腦的計算能力。

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