中国科学家在芯片领域取得零突破，或突破芯片极限！

硅基芯片正在接近其极限。

芯片是现代工业不可缺少的核心部件，你甚至可以说它是许多电子产品的大脑，没有它，许多电子产品就会瘫痪，或者变成一个大而笨的脑袋。

而为了提高芯片的性能，近几十年来，人类也投入了大量的人力和物力进行研发，芯片的功能越来越强，体积越来越小。

世界上已经大规模生产了3纳米以下的芯片，2纳米的芯片也将很快生产。

然而，随着芯片制造工艺越来越高，芯片开发变得越来越困难，根据摩尔定律，硅基芯片在达到1纳米时将面临瓶颈。

摩尔定律由英特尔的戈登-摩尔（Gordon Moore）共同创立，大致意味着集成电路上可容纳的晶体管数量每18至24个月翻一番，换句话说，这意味着处理器的性能大致每两年翻一番，而价格却下降了一半左右。

然而，硅基芯片也有局限性。随着芯片工艺越来越高，每单位面积的硅所承载的晶体管越来越多，当硅基芯片工艺达到大约一纳米时，就有可能出现企图穿透效应。

隧道效应只是一种现象，微观粒子可以穿越障碍物。

在芯片制造过程中，当芯片工艺增强到约一纳米时，原本在电路中正常流动形成电流的电子，并没有老老实实地按照路径走，而是穿过半导体门，最终造成了漏电等各种问题。

这个问题实际上是在芯片制造工艺达到20纳米左右时出现的，只是芯片制造商通过各种工艺改进解决了这个问题，但随着芯片制造工艺越来越先进，这个问题会越来越明显。

虽然一些半导体制造商已经成功生产出三纳米芯片，但一个不容忽视的事实是，随着芯片工艺的改进，良品率会越来越低。目前3纳米芯片的良品率明显低于5纳米芯片的良品率，如果2纳米芯片在未来大规模生产，估计良品率会更低。

当硅基芯片达到1纳米工艺时，芯片甚至无法正常运行，各种问题都会出现。

美籍华裔科学家在芯片领域取得重大突破。

最近，《自然-纳米技术》杂志发表了一篇文章，引起了芯片领域的极大兴趣。

该论文的第一作者是朱佳迪，他是麻省理工学院电子工程和计算机科学专业的华裔研究生。

论文的主要内容是，他们开发了一种新的晶圆制造技术，将低温生长区与高温硫化物前体分解区分开，使二维材料能够在低于300℃的温度下通过金属有机化学气相沉积法合成，并直接生长在8英寸二硫化钼薄膜CMOS晶圆上，而无需任何转移过程。

这项技术无疑是芯片领域的一个突破。

随着硅基晶圆工艺的日益先进，晶圆制造工艺正面临着一个瓶颈。传统的半导体晶圆基本上是由不规则的材料制成，是方形的三维结构。

但随着芯片越来越小，通过堆叠多层晶体管来实现更密集的集成变得越来越困难。

由于这个原因，世界已经开始寻找另一种技术路线，包括通过二维材料获得密集的晶体管堆。

这种技术以前也被研究过，但这种技术有一个挑战：试图在硅CMOS晶圆上直接生长二维材料需要600℃左右的温度，但硅晶体管和电路在加热到400℃以上时就会损坏。

为了解决这个问题，科学家们采用了在其他地方生长二维材料并将这些二维材料转移到芯片或晶圆上的方法，但这种方法表现不佳，无法实现大规模生产，因此该技术从未取得重大突破。

而这项由麻省理工学院的Jadi Zhu领导的新技术，在低于300℃的温度下合成二维材料，并将其直接开发到8英寸的二硫化钼薄膜CMOS晶圆上，而无需任何转移过程。

与传统的硅基晶体管相比，这种由二维材料制成的芯片可以像建筑一样一层一层地堆叠起来，可以在更小的面积上集成更多的晶体管，还可以实现更高的电子迁移率。

如果这项技术最终被应用到芯片生产过程中，将意味着人类芯片将进入一个新的时代，从纳米级到原子级，届时芯片制造将打破摩尔定律的魔咒。

此外，由这种二维材料制成的芯片的应用领域将更加广泛，假以时日，可直接应用于人工智能、柔性面板、可穿戴技术、智能纺织品和其他许多领域，这可能导致新的工业转型。