中國(guó)芯片領(lǐng)域研究又有新突破 研發(fā)出3納米晶體管

現(xiàn)如今，市場(chǎng)上最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)芯片使用7納米晶體管。中國(guó)科學(xué)院微電子研究所微電子設(shè)備與集成技術(shù)領(lǐng)域的專家殷華湘說，他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研發(fā)出3納米晶體管——相當(dāng)于一條人類DNA鏈的寬度，在一個(gè)指甲蓋大小的芯片上能安裝數(shù)百億個(gè)這種晶體管。

殷華湘說，晶體管變得越小，芯片上就能安裝越多的晶體管，這會(huì)讓處理器的性能顯著提升。晶體管是處理器的基本部件。殷華湘說，用3納米晶體管制造的處理器將會(huì)增加計(jì)算速度，并降低能耗。比如一位智能手機(jī)用戶可以整天玩需要大量計(jì)算能力的游戲，卻不需要為電池重新充電。

殷華湘說，他的團(tuán)隊(duì)還必須克服一些重大障礙。他們的研究成果本月部分發(fā)表在同行評(píng)議雜志《電氣與電子工程師協(xié)會(huì)電子器件通訊》上。其中一個(gè)障礙是“波爾茲曼暴政”。路德維?！げ柶澛?9世紀(jì)的奧地利物理學(xué)家?！安柶澛┱泵枋龅氖怯嘘P(guān)電子在一個(gè)空間中的分布問題。對(duì)芯片研發(fā)者來說，這意味著隨著更多較小的晶體管安裝到芯片上，晶體管所需電流產(chǎn)生的熱量將燒毀芯片。

報(bào)道稱，物理學(xué)家已經(jīng)為這個(gè)問題提供了解決辦法。殷華湘說，他的團(tuán)隊(duì)使用一種稱為“負(fù)電容”的方法，這樣他們能用理論上所需最小電量的一半電量來為晶體管提供電力。這種晶體管實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用可能要花幾年時(shí)間。該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行材料和質(zhì)量控制方面的工作。

殷華湘說：“這是我們工作中最激動(dòng)人心的部分。這不僅是實(shí)驗(yàn)室中的又一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)。它有著實(shí)際應(yīng)用的巨大潛力。而我們擁有專利?！?/p>

報(bào)道稱，殷華湘說，這項(xiàng)突破將讓中國(guó)“在芯片研發(fā)的前沿同世界頭號(hào)角色進(jìn)行正面競(jìng)爭(zhēng)”。他說：“在過去，我們看著其他人競(jìng)爭(zhēng)。現(xiàn)在，我們?cè)谕渌烁?jìng)爭(zhēng)。”

據(jù)報(bào)道，中國(guó)還在研發(fā)一種原子大小（0.5納米）的晶體管，而其他國(guó)家已經(jīng)加入將3納米晶體管投入市場(chǎng)的競(jìng)賽。

韓國(guó)三星公司說，它計(jì)劃到明年上半年完成3納米晶體管的研發(fā)。三星說，同7納米技術(shù)相比，用它的3納米晶體管制造的處理器只需用一半的電力，性能卻會(huì)提高35%。三星沒有說它預(yù)計(jì)這些芯片將于何時(shí)投產(chǎn)。