據(jù)悉，前些日子，科學(xué)家成功研發(fā)出了0.7nm二硒化鎢二極體，這意味著人類終於打破了半導(dǎo)體3nm制程極限，朝半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展之路，又往前邁了一小步！為什麼這麼說(shuō)呢？可能熱衷於半導(dǎo)體的你會(huì)知道，半導(dǎo)體的工藝制程隨智慧手機(jī)的發(fā)展處在急速提升期，從28nm、16nm、10nm、7nm、5nm到3nm。但是，在這過(guò)程中，半導(dǎo)體工藝的微縮進(jìn)程也正因摩爾定律的逐漸失效而變慢。
何為摩爾定律？這是英特爾創(chuàng)始人之一的戈登?摩爾於1965年提出的，即當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，半導(dǎo)體晶片中可容納的元器件數(shù)目，約兩年便會(huì)增加一倍，其性能也將同比提升。
為什麼是在價(jià)格不變的前提下？這點(diǎn)是毋庸置疑的。因?yàn)?，從大眾的角度?lái)看，自然是希望購(gòu)入性價(jià)比比較高的手機(jī)了。如果半導(dǎo)體的價(jià)格因工藝因素幾何上漲，手機(jī)價(jià)格自然也跟著上漲了，當(dāng)然了，這種情況是不存在的，因?yàn)槠渫茝V應(yīng)用也不實(shí)際。
另外，業(yè)界普遍認(rèn)為，7nm或以下的半導(dǎo)體製造工藝難度更大，比如，晶圓刻蝕難度增大了，熱、靜電放電和電磁干擾等物理效應(yīng)也更加顯著了……重點(diǎn)是，7nm乃至更小制程的設(shè)計(jì)開發(fā)成本非常高昂。僅從這點(diǎn)來(lái)看，也無(wú)怪乎很多人認(rèn)為摩爾定律已經(jīng)快走到盡頭了。
所以，這次臺(tái)灣大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)出的這0.7nm，也就是僅有單原子層厚度的二硒化鎢二極體（二維單原子層二極體），被認(rèn)為是有望成為超越摩爾定律的存在。此外，據(jù)該研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹，WSe2二極體不僅更輕薄，而且效率也更高，除了可以追求元件成本/耗能/速度最佳化的產(chǎn)業(yè)價(jià)值外，還可滿足未來(lái)人工智慧晶片與機(jī)器學(xué)習(xí)所需大量計(jì)算效能的需求。
那麼，這二硒化鎢（WSe2）到底為何物？這二硒化鎢，往大了說(shuō)，同石墨烯一樣，都是二維納米材料，具有許多獨(dú)特的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，被認(rèn)為是能為電腦和通信等諸多領(lǐng)域帶來(lái)革命性衝擊的存在。
往小了說(shuō)，二硒化鎢，是一種過(guò)渡金屬二硫族化合物（TMDs），能在單化合原子層的厚度（約0.7nm）內(nèi)展現(xiàn)極佳的半導(dǎo)體傳輸特性，對(duì)比以往傳統(tǒng)矽半導(dǎo)體材料，在厚度上，其已經(jīng)超越3nm的制程極限；在應(yīng)用上，其可完全滿足次世代積體電路所提出的需求——更薄、更小、更快。
當(dāng)然了，科學(xué)家們對(duì)其他具有獨(dú)特的物理化學(xué)性能和巨大應(yīng)用價(jià)值的二維納米材料的探究，如過(guò)渡金屬氧化物中的三氧化鎢、三氧化鉬、二氧化鈦、氧化鋅等等，也是充滿了興趣。其實(shí)吧，到目前為止，人類關(guān)於二維納米材料的研究還不是特別深入，希望我們的科研人員，我們的小驕傲，繼續(xù)努力來(lái)開發(fā)出新的二維納米材料，並挖掘出它們巨大的潛在價(jià)值。相信在不久的將來(lái)，二維納米材料不僅在半導(dǎo)體，而且在催化、儲(chǔ)能、感測(cè)器、太陽(yáng)能電池等諸多領(lǐng)域也將得到廣泛的應(yīng)用。
