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上海科学家晶体管研究获得重大突破

gecimao 发表于 2019-05-28 21:15 | 查看: | 回复:

  本报讯 (记者彭德倩 实习生周扬清)拨打手机沟通你我,电脑联网畅游世界,轻触屏幕尽享影音……这一切都离不开集成电路芯片的核心作用。小小晶体管作为芯片基础器件之一,其结构功能直接影响着芯片功效,也因此被称为“信息时代之砖”。近日,上海科学家首次提出并实现了半浮栅晶体管这一全新结构的微电子器件,未来,这一原创性成果可能给世界芯片制造业带来重大影响。

  8月9日出版的《科学》杂志刊发了复旦微电子学院张卫团队的论文,这是我国科学家在这一顶级学术期刊上发表的第一篇微电子器件领域的原创性成果。(下转第6版)

  (上接第1版)当代集成电路技术的发展主要是基于 “摩尔定律”:芯片上晶体管特征尺寸不断缩小,数量每隔18个月便可增加一倍,芯片性能不断提升。在过去的几十年里,各国科学家全力以赴,将更多晶体管集成到一块更小的芯片上。目前一块市售22纳米芯片上已包含十亿个晶体管,但这仍不能满足需求。此前业界曾有预言,晶体管能否继续“缩小”,已成为芯片产业发展的瓶颈所在,若不能有所突破,“摩尔定律”或将走到尽头。对此,各方研究力量争相攻关,如探索将碳纳米管、石墨烯等新材料应用到晶体管中。

  既然“变小”越来越难,何不从结构上“另起炉灶”?张卫教授带领的团队选择了另一条路。目前已有的晶体管结构包括浮栅结构、隧穿结构、超结结构等,应用范围各有不同,2009年起,复旦大学的研究人员充满想象力地将隧穿结构与浮栅结构器件融合设计,构成了一种全新的“半浮栅”结构的器件。

  研究表明,这一新型晶体管具有功耗低、集成密度高等特点。若能成功应用于芯片设计制造,在存储及图像传感领域将拥有巨大潜在市场。举例来说,常用于电脑高速缓存的静态随机存储器,传统上需要6个浮栅结构晶体管才能构成一个存储单元,若采用复旦大学发明的技术,一个存储单元只需1个半浮栅晶体管,缓存的集成度较前者提高近10倍,且存储速度不降,功耗更低,为集成电路设计赢得更大的物理和成本空间。

  据了解,提出并实现全新结构后,团队针对该器件的优化和外部电路设计工作已经启动,为这一核心技术的推广和产业化做准备。

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