理大研發量子隧穿場效應晶體管 突破集成電路晶片發展瓶頸
Bastillepost · 1 SOURCES1 day ago2 MIN
Summary
香港理工大學研究團隊成功研發出一款新型量子隧穿場效應晶體管，運用二維納米材料有效突破傳統半導體技術中「波爾茲曼極限」的物理限制。這項成果由理大物理及材料學系系主任郝建華教授領導，聯合多所知名學府共同完成，並已於國際權威科學期刊《Science》正式發表，為未來低能耗運算及新一代人工智能晶片奠定堅實基礎 。
Key Points
- 這次研究由理大物理及材料學系系主任郝建華教授領導，聯合新加坡國立大學、香港科技大學、北京大學及新加坡科技設計大學等專家共同完成，研究成果已於《Science》期刊發表 。
- 團隊利用脈衝激光沉積技術，精確製作出超薄的二維鉍與硒化銦交替層異質結。在納米結構的精準控制下，原本具備半金屬性質的鉍在二維形態中轉化為半導體 。
- 新型 Bi/InSe 量子隧穿場效應晶體管在六個數量級的電流開關範圍內，亞閾值擺幅遠低於每十倍 60 毫伏特的熱電子極限，實現突破性性能 。
- 在標準矽基板上室溫運作時，所需閘極電壓範圍僅為 160 毫伏特，相比先進 MOSFET 所需的 800 毫伏特大幅減少百分之八十 。
- 該器件能提供每微米數微安培的高輸出電流，可與現有集成電路晶片實現良好相容，有望帶動硬件跨代升級 。
Why It Matters
郝建華教授指出，《國際器件及系統路線圖》已將 TFET 視作最具潛力取代 MOSFET 的低功耗方案。這項技術突破為未來 AI 晶片及先進半導體應用所追求的超低功耗、高性能集成電路奠定基礎，同時證實脈衝激光沉積技術在製造晶圓級二維材料上具有可行性，為開發節能微型晶片及 AI 專用硬件提供可規模化的發展路徑 。
郝建華教授指出，《國際器件及系統路線圖》已將 TFET 視作最具潛力取代 MOSFET 的低功耗方案。這項技術突破為未來 AI 晶片及先進半導體應用所追求的超低功耗、高性能集成電路奠定基礎，同時證實脈衝激光沉積技術在製造晶圓級二維材料上具有可行性，為開發節能微型晶片及 AI 專用硬件提供可規模化的發展路徑 。