美国创新突破芯片极限 领衔的是一位北大高材生…

美国麻省理工学院的研究人员最近完成了一项有望突破制造更强大芯片极限的尖端技术。领衔这项技术创新的是一位在该校读博士的中国留学生。

新兴人工智能应用需要更密集、更强大的计算机芯片。芯片传统上用3D结构的块状材料制成，但堆叠多层晶体管以创建更密集集成，也就是更强大的芯片，已经变得越来越困难。

这就是芯片制造上的 “摩尔定律” ：即每18个月到两年时间，芯片的性能随晶体管密集程度的提高而翻一倍。这使当前先进芯片制造已经逼近尺寸缩减的物理极限。

朱嘉迪参与协调的团队开发出了可以直接在8英寸晶圆硅芯片之上“生长”二维材料晶体管以实现更密集的集成的新技术。

有关这项新技术的论文4月27日由共同主要作者朱嘉迪和该校博士后朴志勋（Ji-Hoon Park）发表在《自然纳米技术》杂志上。他们的成就被称为有望突破或延续“摩尔定律”。

芯片制造中的材料、设计和加工创新

朱嘉迪说，他们的创新主要体现在芯片制造中五个方面：材料、设计、加工、封装和测试的前三项。

“硅这个材料Silicon已经做了将近60年了，已经到了一个比较极限的一个状态，”朱嘉迪说。“ 我们做了一个大规模，就是8英寸的单层二硫化钼的高质量的供应手段”，他说，“这个材料的供应量就很大了”。

在设计上，朱嘉迪将它比作住房，“比如平房，住的人就非常少。但如果把它建成楼房，容纳的人数就更多了，” 他说，传统的硅基材料都是“平房”，是单层电路，“我们现在直接在硅基电路上面直接合成或者叫沉积一层单层的硫化物半导”，“通过这种二流化钼的二维材料实现这种异质集成的这样一个可行性”。

在加工上，“我们是提供一种低温设计，就是说让它能在对第一层电路无损的情况下直接在上面做这种叠加，”朱嘉迪说。

朱嘉迪2019年进入麻省理工学院。他说，这整个技术创新其实就是他博士论文的课题。“实际上就是一个半命题作文，就是你导师在你刚进来的时候给你固定了一个大的方向。”

对于这项创新技术究竟对未来更强大芯片的产出，比如1纳米制程的芯片，有什么意义？朱嘉迪回答， 1纳米实际上只是一个技术指标，“在1纳米节点没有任何一个东西是1纳米的。” 他解释：“对于28纳米技术节点以下的工艺，所谓多少多少纳米只是一个技术指标，表示单位面积芯片性能相对于前一代，翻了一倍左右”。

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