由于一种新型晶体管的出现，材料和结构的进步可能导致无硅芯片的制造。

中国的研究人员表示，他们已经创造出一种新的无硅晶体管，可以显著提高性能，同时降低能耗。该团队表示，这一发展代表了晶体管研究的新方向。

科学家们说，这种新型晶体管可以集成到芯片中，有朝一日，这种芯片的性能将比英特尔等美国公司生产的现有最好的硅处理器快40%。

尽管功率大幅提高，但研究人员声称，这种芯片的功耗也会降低10%。科学家们在2月13日发表在《自然》杂志上的一项新研究中概述了他们的发现。

该研究的第一作者、中国北京大学化学教授彭海林告诉媒体：“如果基于现有材料的芯片创新被认为是一条‘捷径’，那么我们基于二维材料的晶体管的开发就类似于‘改道’。”

一种新型无硅晶体管

科学家们在论文中说，由于芯片的独特结构，特别是他们创造的新的二维无硅晶体管，效率和性能的提高是可能的。该晶体管是栅极全能场效应晶体管（GAAFET）。不像以前的主要晶体管设计，如翅片场效应晶体管（FinFET）， GAAFET晶体管在四个侧面都封装了一个栅极，而不是只有三个。

在最基本的层面上，晶体管是一种半导体器件，存在于每个计算机芯片中。每个晶体管都有一个源极、一个栅极和一个漏极，这使得晶体管可以起到开关的作用。

栅极是晶体管控制源极和漏极之间电流流动的方式，它既可以充当开关，也可以充当放大器。在一个源（或多个源，因为一些晶体管包含多个源）的所有侧面包裹这个栅极 —— 而不是像传统晶体管那样只有三个 —— 可能会在性能和效率上都有潜在的改进。

这是因为完全封装的源提供了更好的静电控制（因为静电放电的能量损失更少），并且有可能实现更高的驱动电流和更快的开关时间。

虽然GAAFET架构本身并不新鲜，但北京大学团队使用铋氧硒作为半导体，以及他们使用它来创建“原子薄”的二维晶体管。

科学家们在研究中补充说，2D铋晶体管比传统硅晶体管更脆，更柔韧。铋提供了更好的载流子迁移率 —— 当施加电场时，电子可以通过它的速度。它还具有较高的介电常数 —— 一种衡量材料储存电能能力的指标 —— 这有助于提高晶体管的效率。

如果这种晶体管被应用到比英特尔（Intel）和其他公司生产的美国芯片更快的芯片上，它还可能使中国绕过目前对购买先进芯片的限制，并通过转向一种完全不同的制造工艺，进入美国芯片制造领域。

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