1nm芯片是极限吗

Question

如题所述

Answer 1

1nm芯片并非技术的极限。实际上，"1nm"这一术语通常指的是摩尔定律的物理极限，即基于硅的半导体工艺理论上可达到的最小尺寸。然而，由于物理和环境因素的限制，实际上的芯片制程无法达到这一理想极限。当芯片制程变得更小，其功耗通常会降低，这意味着在执行相同功能的情况下，设备发热减少，电池寿命得以延长。这便是芯片制程不断微缩的根本原因。例如，台积电已经成功研发出3nm工艺的芯片制造技术，本以为能独占鳌头，但英特尔最近的宣布却出人意料：他们已经突破了摩尔定律的极限，并研发出三套解决方案，表明1nm并非芯片精度的终点。
在芯片技术发展中，晶体管是核心组件。晶体管尺寸的减小意味着芯片上可以容纳更多的晶体管，从而提升性能。目前，最先进的晶体管技术是1nm栅极长度的二硫化钼晶体管。值得注意的是，击穿效应并不仅限于1nm尺度，实际上，在7nm节点之后，这一现象便开始变得越来越显著。电子可能会未经控制地从一个晶体管流向另一个，导致晶体管的控制功能失效。
硅和二硫化钼都具有晶体结构，但二硫化钼在控制电子方面的性能优于硅。晶体管由源极、漏极和栅极组成，其中栅极负责控制电子流动，起到开关的作用。在1nm尺度下，栅极的作用变得极其困难，而二硫化钼的出现解决了这一问题。此外，二硫化钼的介电常数远低于硅，因此能够将栅极压缩至1nm而不失其功能。
1nm是半导体技术发展中的一个关键节点，其突破与否将深远影响计算机技术的发展。尽管二硫化钼具有巨大的应用潜力，目前仍处于初期阶段，且1nm尺度下的晶体管批量生产问题尚未解决，但这并不妨碍二硫化钼在未来集成电路领域拥有广阔的前景。