Ученые из Пекинского университета предложили новую технологию для создания процессоров с техпроцессом менее 3 нм

Ученые из Пекинского университета представили инновационный транзистор, способный радикально изменить будущее микроэлектроники. Группа исследователей во главе с профессором Пенгом Хайлином объявила о создании кремниевого транзистора, использующего двумерный материал – оксиселенид висмута (Bi2O2Se). Отличительной чертой разработки является архитектура gate-all-around (GAAFET), в которой управляющий электрод полностью охватывает канал, в отличие от частичного покрытия, применяемого в традиционных FinFET-структурах. Такой подход значительно увеличивает площадь контакта, снижая потери энергии и улучшая контроль над током.

Согласно публикации в журнале Nature Materials, разработанный транзистор демонстрирует увеличение скорости работы на 40% и снижение энергопотребления на 10% по сравнению с современными 3-нанометровыми чипами Intel. Представители Пекинского университета утверждают, что это «самый быстрый и эффективный транзистор из когда-либо созданных», превосходящий по характеристикам процессоры TSMC и Samsung. Результаты испытаний, проведенных в условиях, аналогичных тем, что используются для тестирования передовых коммерческих чипов, подтверждают заявленные показатели.

Ключевую роль сыграли новые материалы: Bi2O2Se в качестве полупроводника и Bi2SeO5 в роли диэлектрика затвора. Их низкая энергия межфазного взаимодействия минимизирует образование дефектов и рассеяние электронов. «Электроны перемещаются почти без сопротивления, как вода по идеально ровной трубе», — пояснил Пенг. Технология прошла проверку посредством расчетов теории функционала плотности (DFT) и физических испытаний на производственной платформе университета.

Новая конструкция способна преодолеть ограничения, связанные с миниатюризацией кремниевых чипов, особенно при технологических нормах менее 3 нм. Это открывает возможности для создания компактных и мощных процессоров, в том числе для использования в ноутбуках.

Важно отметить, что производство подобных транзисторов возможно на существующем полупроводниковом оборудовании, что значительно облегчит их внедрение в промышленность. В случае успешного масштабирования, данная технология может замедлить переход к альтернативным материалам, таким как графен, и сохранить лидирующую роль кремния в микроэлектронике.