导体场效应晶体管栅极的宽度,也被称为栅长。
栅长越短,则可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶体管,在芯片晶体管集成度相当的情况下,使用更先进的制造工艺,芯片的面积和功耗就越小,成本也越低。
缩短晶体管栅极的长度可以使cpu集成更多的晶体管或者有效减少晶体管的面积和功耗,并削减cpu的硅片成本。
正是因此,cpu生产厂商不遗余力地减小晶体管栅极宽度,以提高在单位面积上所集成的晶体管数量。
不过这种做法也会使电子移动的距离缩短,容易导致晶体管内部电子自发通过晶体管通道的硅底板进行的从负极流向正极的运动,也就是漏电。
而且随着芯片中晶体管数量增加,原本仅数个原子层厚的二氧化硅绝缘层会变得更薄进而导致泄漏更多电子,随后泄漏的电流又增加了芯片额外的功耗。
为了解决漏电问题,各家公司可谓八仙过海,各显神通,比如在制造工艺中融合了高介电薄膜和金属门集成电路以解决漏电问题;
还有鳍式场效电晶体技术(fi)借由增加绝缘层的表面积来增加电容值,降低漏电流以达到防止发生电子跃迁的目的......
上述做法在栅长大于7纳米的时候一定程度上能有效解决漏电问题。不过,在采用现有芯片材料的基础上,晶体管栅长一旦低于7纳米,晶体管中的电子就很容易产生隧穿效应,为芯片的制造带来巨大的挑战。
而针对这一问题,寻找新的材料来替代硅制作7纳米以下的晶体管则是一个有效的解决之法。
这也是自从雷天唐的公司对外出售高品质石墨烯后,各家公司都纷纷开始加大石墨烯芯片的研发投入的一个重要原因。
“不说这个了,虽然我们公司目前在石墨烯芯片方面已经做出了突破,但是石墨烯芯片的未来也就那个样子!
留一个小组继续深入研发就可以了,保持一定的技术领先就行,其他的人还是都投入到量子计算机芯片的研发中来,这才是未来芯片的研发方向。
以我们公司目前的实力,想要在这方面取得突破,要做的工作还多的很呢!”雷天唐笑着说道。
“是啊,未来啊......,很期待那个时候我进化成功后的样子
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