二维材料成功集成到硅微芯片内
更新时间:2023-03-30
微芯片内的设备和电路的光学显微镜图像。图片来源:《自然》杂志网站
沙特阿卜杜拉国王科技大学科学家在27日出版的《自然》杂志上发表论文指出,他们成功将二维材料集成在硅微芯片上,并实现了优异的集成密度、电子性能和良品率。研究成果将帮助半导体公司降低制造成本,及人工智能公司减少数据处理时间和能耗。
二维材料有望彻底改变半导体行业,但尽管科学家们研制出了多款类似设备,但技术制备水平较低,因为大部分技术使用与目前的半导体工业不兼容的合成和加工方法,在无功能的基板上制造出大型器件,且成品率较差。例如,IBM曾试图将石墨烯集成到用于射频应用的晶体管中,但这些器件无法存储或处理信息。
最新研究将名为多层六方氮化硼的二维绝缘材料(约6纳米厚),集成到包含由互补金属—氧化物半导体技术制成的硅晶体管的微芯片内,实现了优异的集成密度、电子性能和良品率。研究人员表示,研制出的器件宽度仅260纳米,能用于高级数据存储和计算。未来大多数微芯片将会利用这些二维材料优异的电子和热属性。
最新制造出的微芯片显示出了高耐久性和特殊的电子性能,使制备出功耗极低的人工神经网络成为可能。人工神经网络是人工智能系统的关键组成部分,但现有大多数设备都不适合实现这种类型的神经网络,最新研究为此开辟了一条新途径。此外,最新研究有望帮助微芯片制造商和人工智能公司开发新硬件,以减少数据处理时间并降低能耗。
研究人员强调,最新研究对纳米电子和半导体领域来说具有重要意义,因为所生产的器件和电路性能优异,且具有深远的工业应用潜力。
来源 :科技日报
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