怎樣看待Lawrence Berkeley實驗室突破物理極限制作出1nm晶體管的新聞？

01-22

作為一個外行有幾點疑問：
1、1nm晶體管真的打破了物理定律嗎？
一篇文章提到晶元製造7nm就是物理極限。一旦晶體管大小低於這一數字，它們在物理形態上就會非常集中，以至於產生量子隧穿效應，為晶元製造帶來巨大挑戰。勞倫斯.伯克利的新聞原文里也說"... They knew that the laws of physics had set a 5-nanometer threshold on the size of transistor gates among conventional semiconductors..."

2、這項技術是否是像新聞中那樣稱得上「重大突破」，它對晶元製造有什麼影響？
2016年10月6日的新聞鏈接：Smallest. Transistor. Ever.

碳納米管柵，氧化鋯絕緣層，二硫化鉬溝道。

沒有具體的數據不知道遷移率和漏電抑制怎麼樣，性能上不好比較。

用碳納米管做到1nm肯定是可以的，我記得以前其他實驗室也做過幾種不同的結構。

但是最大難點是怎麼在不犧牲太多性能和成本的前提下把碳納米管和現在的硅工藝結合起來，實現大規模量產。這一步恐怕還是得等工業界來解決了。

現在的情況是10nm馬上要開始量產了；7nm已經進入最後準備階段；5nm基本上沒有問題可以搞出來；3nm台積電正在搞。如果能用碳納米管搞出1nm也就是再續一代工藝，按過去的水平也就爭取了兩年時間。

喊了20年狼來了，這次可能是真的要來了……【其實還有10年呢！

Javey的文章對比了不同厚度MoS2做channel，cnt做gate的transistor，ZrO2 gate dielectric Tox=0.5nm，常開器件，ss 65mV，on/off=10^6, 指標都很不錯，但是mos2 region是個大概十幾平方um的不規則梯形，如果能有大面積均勻MoS2做channel，再結合Michael Arnold之前的cnt align技術，我覺得離商業化會更近的！ps：文章里掛了Chenming Hu和Philip Wong，很好奇這兩位大佬對這個device前景有何看法

1. 1nm純粹吸引人眼球，沒有什麼物理意義，大部分時候channel length約等於gate length，因為你整個channel得由你gate控制呀，他們倒好，我1nm的gate就控制500nm的MoS2中的4nm，美其名曰1nm Gate length, 其實這個device是500nm級別的....

2. 2D材料在這個尺度怎麼控制doping？根本沒法控制，除非heterogeneous junction，用不同的材料，這種1nm級別的黑科技地球上應該還不存在，而且thermal dynamic limit也估計不允許。

3. 一個transistor有毛用？如果你這個device在可預見的科技水平下沒法做出CMOS（PMOS+NMOS），那基本沒戲。

說一下他們的創新：用CNT做電極而不是做channel，好了，沒了...那我如果搞個metal atom chain是不是也可以呢？當然啊。。。但是你的channel length下不去做這種東西有什麼意義呢？IBM搞CNT的旁友看到這文章估計只能笑笑了...

之前65納米絕緣層用了鉿，成功延續了摩爾定律

現在用氧化鋯當然很吼，畢竟鉿鋯是一起的

實驗室出來和商業化是兩個概念哈。

這個1nm非硅基的管子其實現工藝與現有的工藝兼容性如何不知道，如果沒有顛覆性的性能表現，或許永遠都沒人去推動其商業化。