摩尔定律又迎来了新的救星——1纳米晶体管,迄今已知最小的晶体管,由美国劳伦斯·伯克利国家实验室近期研究开发。
晶体管是一种电子元件,由3个终端组成:源极、漏极和栅极。电流从源极流到漏极,由栅极来控制。晶体管的大小一直是计算技术进步的硬指标。晶体管越小,同样体积的芯片上就能集成更多,这样一来处理器的性能和功耗都能会获得巨大进步。劳伦斯·伯克利国家实验室的团队这次则打破了物理极限,放弃了常用的硅材料,大胆采用了碳纳米管和二硫化钼的化合物,将现有的晶体管从14纳米缩减到了1纳米。
近半个世纪以来,IT技术的发展都在遵循摩尔定律,即当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目,约每隔18~24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
但随着科技的迅猛发展,有些人认为摩尔定律开始“失灵”了。因为从芯片的制造来看,7纳米晶体管就是物理极限。一旦晶体管小于这一数字,它们在物理形态上就会非常集中,以至于产生量子隧穿效应,为芯片制造带来巨大挑战。
然而“失灵”只是科学家们遇到材料技术瓶颈而已。劳伦斯·伯克利国家实验室材料科学部电子材料项目主要负责人阿里·加维说:“栅极的长度可以定义晶体管的大小。我们通过展示1纳米晶体管,表明若选择适当的材料,那么在缩小电子器件的尺寸方面就会有更大的空间。”这也从侧面表明,摩尔定律并没有“失灵”,只是科学家们向它发起的又一次挑战而已。
那么,1纳米晶体管在拯救摩尔定律后,会成为它的终结者吗?