在IBM剛剛官宣研發成功2nm芯片不久，臺積電也有了新的動作！臺灣大學、臺積電與麻省理工學院共同發表研究成果，首度提出利用半金屬鉍（Bi）作為二維材料的接觸電極，可大幅降低電阻并提高電流，使其效能幾乎與硅一致，有助實現未來半導體1nm的制程。據悉，這項研究已在《Nature》期刊公開發布。

 

此項技術融合了多方智慧的結晶。據悉，美國麻省理工團隊首先發現在二維材料上搭配半金屬鉍（Bi）的電極，能大幅降低電阻并提高傳輸電流。隨后臺積電技術研究部門將鉍（Bi）沉積制程進行優化，臺灣大學團隊并運用氦離子束微影系統將元件通道成功縮小至納米尺寸，最終這項研究成果獲得了突破性的進展。

 

臺灣大學在14日指出，目前，半導體主流制程主要采用硅作為主流材料。然而，隨著摩爾定律不斷延伸，芯片制程不斷縮小，芯片單位面積能容納的電晶體數目，也將逼近半導體主流材料硅的物理極限，芯片的性能也很難再進一步提升。盡管一直以來科學界對二維材料寄予厚望，卻苦于無法解決二維材料高電阻、及低電流等問題，以至于取代硅成為新興半導體材料一事，始終是空中樓閣。

 

可見，此次利用半金屬鉍（Bi）作為二維材料的接觸電極可謂是邁向1nm甚至更先進制程的關鍵一步。

 

對此，復旦大學教授周鵬認為，此項技術的突破，也給我國半導體的發展帶來了新的思路。

 

“這項新技術的突破，將解決二維半導體進入產業界的主要問題，是集成電路能在后摩爾時代繼續前進的重要技術。二維半導體已被國際主要前沿集成電路研發機構重金投入，不管是在工藝突破還是新器件結構及設計制造方面，我國都處于同等位置，應該進一步加強優勢，補足短板，在新一代集成電路關鍵技術上與國際機構形成競爭互補關系。”周鵬向《中國電子報》記者說道。

 

隨著芯片制程的不斷延伸，每突破一步都是非常困難，在未來1nm甚至1nm以下的工藝中，如何能夠把控好性能與功耗之間的平衡是目前需要突破的一大技術瓶頸。