麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了可能重塑高效電子產(chǎn)品未來的納米級晶體管。這些晶體管采用獨特的3D納米線結(jié)構(gòu)構(gòu)建，通過在更小的尺度上操作，超越了傳統(tǒng)的硅基模型。由于硅基晶體管在小型化方面面臨關(guān)鍵限制，麻省理工學(xué)院的設(shè)計為更快、更冷、更緊湊的電子元件鋪平了道路。

該設(shè)計利用垂直納米線場效應(yīng)晶體管(VNFET)，通過垂直定向結(jié)構(gòu)而不是傳統(tǒng)的水平布局來管理電子流。這種方法避開了與水平晶體管相關(guān)的幾個限制，這些限制面臨著進(jìn)一步擴(kuò)展的物理障礙。

通過利用3D結(jié)構(gòu)，麻省理工學(xué)院的VNFET最大限度地減少了熱量產(chǎn)生和功率泄漏，這是硅晶體管通常難以應(yīng)對的高密度電路中的常見挑戰(zhàn)。這些3D晶體管的堆疊層潛力還可以提高計算密度，支持現(xiàn)代高性能計算（HPC）和數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)的需求。

麻省理工學(xué)院博士后、新晶體管論文第一作者Yanjie Shao表示：“這項技術(shù)有潛力取代硅，因此你可以使用它實現(xiàn)硅目前具有的所有功能，但能效要高得多?！?/p>

麻省理工學(xué)院方法的主要優(yōu)勢之一在于這些VNFET的適應(yīng)性，它們使用替代半導(dǎo)體材料而非硅。這種選擇可以在更小的尺度上實現(xiàn)更高的導(dǎo)電性，同時保持效率并降低能耗。從硅的轉(zhuǎn)變解決了量子隧穿等問題——電子在納米級尺寸下無意中穿過硅晶體管中的屏障——從而實現(xiàn)更可靠、更穩(wěn)定的操作。

這些納米級晶體管是在半導(dǎo)體行業(yè)努力克服摩爾定律的限制時出現(xiàn)的。隨著硅晶體管接近其理論極限，VNFET等新材料和設(shè)計代表著持續(xù)技術(shù)進(jìn)步的一個有希望的方向。如果成功實現(xiàn)商業(yè)化，這些晶體管將影響各個行業(yè)，從智能手機(jī)和計算機(jī)到大型數(shù)據(jù)中心和需要高處理能力的人工智能（AI）應(yīng)用。

目前，VNFET仍處于實驗階段，但麻省理工學(xué)院的工作顯示出通過實現(xiàn)更小、更快、更節(jié)能的設(shè)備重塑電子領(lǐng)域的明顯潛力。（校對/張杰）