可行性|半导体领域重大突破,用锗生产最灵活晶体管,计算能力翻倍
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图为晶体管焊接
最近,国际半导体领域实现了一项重大突破,据国外权威“纳米杂志”表示,来自奥地利维也纳工业大学的科学家,于不久前成功用锗生产出了世界上最灵活的晶体管,相比传统的硅基材料晶体管,锗晶体管的计算能力几乎翻倍,据专家介绍,这种晶体管的诞生,将使传统晶体管的适应性能大幅提升,从而加强电路速度与能效,锗,指一种化学元素,属于十分优良的半导体,可作高频率电流的检波和交流电的整流用。
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图为硅基晶体管
此次科学家成功利用锗生产出晶体管,对现有半导体产业将造成巨大影响,晶体管作为半导体设备的重要装置,它的主要作用是充当可变电流开关,在工作时,晶体管一般依靠电信号来控制自身开合,可以说,晶体管数量越多,适应性更好,半导体设备的性能就会直线提升,而一直以来,在制作晶体管的材料上,硅是绝对的主力,目前世界上近90%的半导体晶体管,都是由硅制作出来的。
尽管硅经过多年应用,在技术上已经高度成熟,但目前这种材料的潜力正逐渐耗尽,未来半导体领域要实现新一轮的性能突破,就必须在晶体管的材料上做出改变,在过去几年里,世界上多个国家都在就材料这方面进行相关研究,包括砷化镓,氮化镓,石墨烯等材料,都被视作是替代硅的“潜力股”材料,但这些材料目前仍存在成本过高,工业化应用潜力不足等缺陷,在这种情况下,锗才是目前阶段提升半导体性能的最优材料。
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图为晶体管
早在多年以来,科学家们就已经对锗制作晶体管的可行性进行了论证,美国以及欧洲的科学家这几年都在开展相关研究,现如今由锗制作的晶体管成功诞生,更是从侧面说明了这种材料的可行性,相比于传统的硅基晶体管,锗晶体管在性能上是一次巨大的革新,它可以在运行时动态切换,以执行逻辑完全不同的任务,锗晶体管极强的适应性,使完全改变现有芯片设计成为了可能,同时也为发展人工智能,神经网络等科技开辟了道路。
除了用于制作晶体管外,锗还能被用于稳定其他新材料,在2019年,中国就成功研制出了硅-石墨烯-锗晶体管,得益于锗的应用,石墨烯材料制成的晶体管延迟时间被缩短了1000倍以上,同时截止频率也从兆赫兹跃升至吉赫兹级别,根据中国方面的介绍,对锗的研究工作,在未来将有望加速高速半导体行业的发展,同时还使超高速晶体管的诞生成为可能。
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图为晶体管
【 可行性|半导体领域重大突破,用锗生产最灵活晶体管,计算能力翻倍】总的来说,锗晶体管的成功诞生,确实是国际半导体行业的一次重大突破,在硅基材料潜力已经耗尽的今天,世界各国寻找一种全新材料替代硅可谓势在必行,而在这一股国际潮流中,中国必须要跟上世界领先水平,只有这样,中国才不会在下一次半导体技术革命中落后。
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