計(jì)算技術(shù)界的重大突破:1nm晶體管誕生
一直以來計(jì)算技術(shù)界都是走在科學(xué)技術(shù)的前沿,然而近年也陷入了瓶頸期,并沒有什么重大的突破。而今日有外媒報(bào)道稱,勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)打破了物理極限,將現(xiàn)有最精尖的晶體管制程從14nm縮減到了1nm。
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據(jù)悉,多年以來技術(shù)的發(fā)展都在遵循摩爾定律,即當(dāng)價(jià)格不變時(shí),集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個(gè)月翻一倍以上。眼下,我們使用的主流芯片制程為14nm,而明年,整個(gè)業(yè)界就將開始向10nm制程發(fā)展。
當(dāng)然按照目前科技的發(fā)展來放眼未來,摩爾定律開始有些失靈了,因?yàn)閺男酒闹圃靵砜矗?nm就是物理極限。一旦晶體管大小低于這一數(shù)字,它們在物理形態(tài)上就會(huì)非常集中,以至于產(chǎn)生量子隧穿效應(yīng),為芯片制造帶來巨大挑戰(zhàn)。因此,業(yè)界普遍認(rèn)為,想解決這一問題就必須突破現(xiàn)有的邏輯門電路設(shè)計(jì),讓電子能持續(xù)在各個(gè)邏輯門之間穿梭。
在此之前,英特爾等芯片巨頭表示它們將尋找能替代硅的新原料來制作7nm晶體管,現(xiàn)在勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室走在了前面,它們的1nm晶體管由納米碳管和二硫化鉬(MoS2)制作而成。MoS2將擔(dān)起原本半導(dǎo)體的職責(zé),而納米碳管則負(fù)責(zé)控制邏輯門中電子的流向。眼下,這一研究還停留在初級(jí)階段,畢竟在14nm的制程下,一個(gè)模具上就有超過10億個(gè)晶體管,而要將晶體管縮小到1nm,大規(guī)模量產(chǎn)的困難有些過于巨大。
盡管如此,這一研究發(fā)現(xiàn)依然是非常重要的,這種新材料的發(fā)現(xiàn)將會(huì)指導(dǎo)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展,也將大大提高計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。
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