理大研发量子隧穿场效应晶体管 突破集成电路芯片发展瓶颈
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Summary
香港理工大学研究团队成功研发出一款新型量子隧穿场效应晶体管，运用二维纳米材料有效突破传统半导体技术中「波爾茲曼極限」的物理限制。这项成果由理大物理及材料学系系主任郝建华教授领导，联合多所知名学府共同完成，并已于国际权威科学期刊《Science》正式发表，为未来低能耗运算及新一代人工智能芯片奠定坚实基础 。
Key Points
- 这次研究由理大物理及材料学系系主任郝建华教授领导，联合新加坡国立大学、香港科技大学、北京大学及新加坡科技设计大学等专家共同完成，研究成果已于《Science》期刊发表 。
- 团队利用脉冲激光沉积技术，精确制作出超薄的二维铋与硒化铟交替层异质结。在纳米结构的精准控制下，原本具备半金属性质的铋在二维形态中转化为半导体 。
- 新型 Bi/InSe 量子隧穿场效应晶体管在六个数量级的电流开关范围内，亚阈值摆幅远低于每十倍 60 毫伏的热电子极限，实现突破性性能 。
- 在标准硅基板上室温运作时，所需栅极电压范围仅为 160 毫伏，相比先进 MOSFET 所需的 800 毫伏大幅减少百分之八十 。
- 该器件能提供每微米数微安培的高输出电流，可与现有集成电路芯片实现良好相容，有望带动硬件跨代升级 。
Why It Matters
郝建华教授指出，《国际器件及系统路线图》已将 TFET 视作最具潜力取代 MOSFET 的低功耗方案。这项技术突破为未来 AI 芯片及先进半导体应用所追求的超低功耗、高性能集成电路奠定基础，同时证实脉冲激光沉积技术在制造晶圆级二维材料上具有可行性，为开发节能微型芯片及 AI 专用硬件提供可规模化的演进路径 。
郝建华教授指出，《国际器件及系统路线图》已将 TFET 视作最具潜力取代 MOSFET 的低功耗方案。这项技术突破为未来 AI 芯片及先进半导体应用所追求的超低功耗、高性能集成电路奠定基础，同时证实脉冲激光沉积技术在制造晶圆级二维材料上具有可行性，为开发节能微型芯片及 AI 专用硬件提供可规模化的演进路径 。