由于一種新型晶體管的出現，材料和結構的進步可能導致無硅芯片的制造。

中國的研究人員表示，他們已經創造出一種新的無硅晶體管，可以顯著提高性能，同時降低能耗。該團隊表示，這一發展代表了晶體管研究的新方向。

科學家們說，這種新型晶體管可以集成到芯片中，有朝一日，這種芯片的性能將比英特爾等美國公司生產的現有最好的硅處理器快40%。

盡管功率大幅提高，但研究人員聲稱，這種芯片的功耗也會降低10%。科學家們在2月13日發表在《自然》雜志上的一項新研究中概述了他們的發現。

該研究的第一作者、中國北京大學化學教授彭海林告訴媒體：“如果基于現有材料的芯片創新被認為是一條‘捷徑’，那么我們基于二維材料的晶體管的開發就類似于‘改道’。”

一種新型無硅晶體管

科學家們在論文中說，由于芯片的獨特結構，特別是他們創造的新的二維無硅晶體管，效率和性能的提高是可能的。該晶體管是柵極全能場效應晶體管（GAAFET）。不像以前的主要晶體管設計，如翅片場效應晶體管（FinFET）， GAAFET晶體管在四個側面都封裝了一個柵極，而不是只有三個。

在最基本的層面上，晶體管是一種半導體器件，存在于每個計算機芯片中。每個晶體管都有一個源極、一個柵極和一個漏極，這使得晶體管可以起到開關的作用。

柵極是晶體管控制源極和漏極之間電流流動的方式，它既可以充當開關，也可以充當放大器。在一個源（或多個源，因為一些晶體管包含多個源）的所有側面包裹這個柵極 —— 而不是像傳統晶體管那樣只有三個 —— 可能會在性能和效率上都有潛在的改進。

這是因為完全封裝的源提供了更好的靜電控制（因為靜電放電的能量損失更少），并且有可能實現更高的驅動電流和更快的開關時間。

雖然GAAFET架構本身并不新鮮，但北京大學團隊使用鉍氧硒作為半導體，以及他們使用它來創建“原子薄”的二維晶體管。

科學家們在研究中補充說，2D鉍晶體管比傳統硅晶體管更脆，更柔韌。鉍提供了更好的載流子遷移率 —— 當施加電場時，電子可以通過它的速度。它還具有較高的介電常數 —— 一種衡量材料儲存電能能力的指標 —— 這有助于提高晶體管的效率。

如果這種晶體管被應用到比英特爾（Intel）和其他公司生產的美國芯片更快的芯片上，它還可能使中國繞過目前對購買先進芯片的限制，并通過轉向一種完全不同的制造工藝，進入美國芯片制造領域。

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