近期,瑞士巴塞爾大學研究者表示向二硫化鉬(MoS2)半導體材料中加入超導體,能使所製成的新材料擁有與矽晶體類似的特性,因而有望取代矽基芯片。
受“摩爾定律”影響,制程工藝的提升難度極大,目前的矽基芯片達到1nm的制程工藝已經是極限了。因此,要想繼續提升芯片的整體性能,唯一的辦法就是尋找可替代的半導體材料來解决這個問題。注意:摩爾定律是指IC上可容納的晶體管數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。
具有與石墨烯層狀結構相似的MoS2半導體材料因有優异的電學、光學、熱學、磁學等性能,而被認爲新一代的理想型芯片材料,不過它一定缺陷,如電荷依附會造成産品發熱、耗能等情况,因此幷不適合目前的需求。
爲了解决這個問題,瑞士巴塞爾大學研究者對二硫化鉬材料進行分離,實現了每一個單獨層的厚度不超過一個分子;後用氮化硼薄層覆蓋在MoS2的兩側,同時加入一層氮化硼和一層石墨烯,在相結合之後便誕生了全新的半導體材料。
全新的半導體材料放置在二氧化矽晶片的頂部,在層層的堆積反應性下形成了新的材料。實驗表明,在各種惡劣環境如超低溫的狀態下,這種材料依舊可以保持很好的强耦合性,是半導體材料所具備的特性。
該實驗的成功,也充分證實了矽晶體可被超薄半導體材料替代的可能性,同時也意味著摩爾定律的極限有望被攻克,對于實現1nm芯片工藝提供了更多的可能性,未來全球半導體的發展方向或將有所改變。