众所周知,晶圆的原始材料是硅,硅作为一种半导体可以通过引入少量杂质的方法,调节为良好的导体或者绝缘体。然而,随着近年来集成电路的制程进入5nm以下,晶体管的尺寸不断缩小逼近其物理极限,传统的硅基材料越来越难以支撑集成电路性能的进一步发展。
二维材料是一种从2004年发展起来的新材料,以过渡金属硫族化合物(TMDC)为代表,包括通式为MX2的过渡金属二卤化物(TMD),其中M为过渡金属(例如,Mo或W),X为硫族元素(例如S、Se或Te)。这种材料具有极限厚度、高迁移率和后端异质集成等特点,将有望变革传统集成电路的架构,受到了学术界和工业界的关注。
目前,英特尔、三星、台积电等处于芯片技术前沿的大厂们都已布局这个领域。为了应对未来芯片危机,欧洲也致力于石墨烯等二维材料研发。此外,我国北京大学、南京大学等也在这个领域取得了技术突破。
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