二维晶体管是采用原子级厚度的二维半导体材料制造的晶体管器件。北京大学团队于2023年3月研发出10纳米沟道弹道二维硒化铟晶体管，其室温弹道率达83%、工作电压低至0.5V，性能首次超越硅基FinFET技术。2025年该团队进一步研制出全球首例低功耗二维环栅晶体管，实现1.2纳米超薄沟道和0.28纳米等效氧化层厚
据多家媒体报道，2025年2月21日，北京大学彭海琳教授团队与邱晨光研究员团队合作研制的二维环栅晶体管登上国际顶尖学术期刊《自然·材料》封面。这枚仅原子厚度的晶体管，其运算速度和能效不仅超越英特尔、台积电等国际巨头的硅基芯片，更突破人类沿用60余年的“硅基物理极限”——这一成就被外媒称为“中国对摩尔定律的...
二维环栅晶体管，顾名思义，“二维”指二维半导体材料、“环栅”表示栅极全环绕包围半导体沟道的结构。二维环栅晶体管是未来集成电路芯片功耗缩放与性能释放的最优解之一，这已成为学术界和工业界的共识，但是当前最高水平的二维环栅晶体管的性能与功耗尚不能和主流硅基晶体管相比，此外还缺乏规模化制备二维环栅晶体管异...
这颗32位微处理器集成了5900个晶体管，虽然和动辄上百亿晶体管的硅基芯片相比，规模小得像蚂蚁和大象，但它却代表着二维半导体从实验室走向产业化的关键一步。更重要的是，他们自建的生产线，70%的工艺和现有硅基产线兼容，意味着量产并非天方夜谭。与此北京大学彭练矛院士团队联手MIT制定了二维晶体管的性能测试标...
二维半导体材料在提高晶体管性能方面的优势 高电子迁移率：二维半导体通常具有高电子迁移率，这意味着电子可以在材料中快速移动，从而提高晶体管的开关速度和整体性能。薄的通道：二维材料的厚度可以小于10纳米，这种超薄的通道有助于减少短通道效应（SCEs），如阈值电压（VT）卷落、漏电流和热载流子效应，从而提高晶体管...
虽然GAAFET架构本身并不新鲜，但北京大学团队使用铋氧硒作为半导体，以及他们使用它来创建“原子薄”的二维晶体管。科学家们在研究中补充说，2D铋晶体管比传统硅晶体管更脆，更柔韧。铋提供了更好的载流子迁移率 —— 当施加电场时，电子可以通过它的速度。它还具有较高的介电常数 —— 一种衡量材料储存电能能力的...
鉴于先前常用的二维晶体管计算肖特基势垒方法没有考虑电极与沟道材料在水平方向强烈耦合带来的金属诱导的界面态以及由此引起的费米能钉扎,低估了水平肖特基势垒高度。吕劲团队运用无参数的第一性原理量子输运模拟,充分考虑电极与沟道的耦合,通过计算晶体管的空间能带...
北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授团队与北京大学电子学院邱晨光研究员团队合作，研制出世界首例低功耗高性能二维环栅晶体管及逻辑单元，该晶体管的速度和能效同时超越了硅基物理极限，是世界上迄今速度最快、能耗最低的晶体管。该工作有望推动芯片领域新一轮技术革新，为我国先进制程集成电路制造技术发展赢得主动。相关...
另外，也由于块体硅的固有厚度，掺杂的程度往往只能允许单面闸极控制信道表面，极大限制了晶体硅体管的面积使用效率。为了解决上述瓶颈，当前的国际半导体技术路线图 (ITRS) 评估互补金属氧化物半导体技术的下一代要求，迫切需要新颖材料来替代硅在原子尺度上的限制“25”。欲了解更多二维材料的探索与技术突破，请参阅...
随着先进工艺节点的持续推进,二维半导体晶体管的研发有助于延续摩尔定律,持续推进晶体管特征尺寸的微缩,不断提升芯片算力。 近日,中国科大微电子学院石媛媛教授课题组设计并实现了一种直接在硅片上制造大规模单层(Monolayer, ML)单晶MoS2高性能晶体管阵列的集成方法,相关研究成果成功入选2024 Symposium on VLSI Technology ...