史上速度最快、效率最高的晶体管
绕过光刻机封锁
跳过传统光刻路径
北大 "铋基芯片" 横空出世
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二维环栅晶体管：中国团队的颠覆性突破
北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授团队与电子学院邱晨光研究员团队合作，研制出世界首例低功耗高性能二维环栅晶体管及逻辑单元，通过硒氧化铋（Bi₂O₂Se）材料与自然氧化物栅介质（Bi₂SeO₅）的结合，实现了晶体管性能的“跨代升级”，成果在《自然-材料》发表。该晶体管的速度和能效同时超过了硅基物理极限，是世界上迄今速度最快、能耗最低的晶体管。该工作有望推动芯片领域新一轮技术革新，为我国先进制程集成电路制造技术发展赢得主动。
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技术核心：从 "硅基捷径" 到 "二维换道"
作为 3 nm 及以下制程的核心技术，GAAFET（环栅晶体管）并非新概念。北大的革命性在于用二维材料替代硅基—— 选用的硒氧化铋（Bi₂O₂Se）是近年研究热点，其原子级厚度（~1 nm）不仅解决了硅基 10 nm 以下载流子迁移率衰减问题，还兼具柔性与稳定性。在相同工作条件下，他们研制的铋基二维环栅晶体管性能已超越英特尔、台积电、三星、比利时微电子中心报道的最先进环栅晶体管。
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从硅到铋：中国半导体的 "破局之路"
当今世界硅基材料最先进制程工艺也达到3纳米节点。中国大陆的制造工艺暂时还不能生产出同等精度的硅基晶体管。但如果以中国大陆现有加工技术制造的该新型二维环栅晶体管，据课题组预估，其速度已可以达到国际上最先进硅基芯片的约1.4倍，而能耗仅为其90%。随着制造工艺精度的提升，这些指标将与硅基器件进一步拉大领先优势。
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更多可能：用基础研究的突破撕开技术封锁的铁幕
现阶段，该晶体管还可以用于制造高性能传感器和柔性电子器件。而团队也发现该二维环栅晶体管的更大潜力。“铋基二维晶体管具有丰富的科学内涵与广阔的应用前景，我们正开展更深入研究，随着技术优化，该类晶体管有望实现传感、存储、计算一体化集成功能，这种感存算一体化将引发更具竞争力的技术革新。”