碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 器件将逐渐取代现有的硅技术,因为硅已经达到其物理电学性质的固有极限。 因此,自 2007 年以来,硅基器件已不再能够跟上摩尔定律的步伐,曲线出现了平台期:摩尔预测,集成电路制造商每年应该能够将单个硅芯片上可容纳的晶体管数量翻一番。 相反,晶体管尺寸正在以较慢的速度减小;自 2007 年以来,尺寸减小的进程已明显放缓。 美国劳伦斯伯克利国家实验室 (LBNL) 最近制造的最小硅 MOSFET 的宽度(沟道长度)仅为 7 纳米,即仅比单个硅原子的尺寸大一个数量级。 在这种几何尺寸下,可能会发生量子隧穿,并且器件将失去控制电流流动的能力。因此,最近的发展意味着硅技术正在接近该材料的理论物理极限。由于硅的特性阻碍了器件性能的进一步提高,微电子研发变得更具挑战性,需要投入大量资金,有时似乎不经济,因为它太昂贵了。
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