中國突破性2D電晶體技術，或將打造全球最快處理器

在材料與架構的創新突破下，中國研究團隊成功開發出一款無需矽的全新電晶體，這項技術不僅能大幅提升效能，還能降低能耗，為電晶體研究開闢了新方向。根據《南華早報》的報導，這款新型電晶體未來可整合至晶片中，其運算速度有望比英特爾等美國公司現有的矽基處理器快上40%。

更令人驚豔的是，研究團隊宣稱，這種晶片在效能大幅提升的同時，功耗還能減少10%。這項研究成果已於2月13日發表在《自然》期刊上。北京大學化學系教授、該研究的主要作者彭海林向《南華早報》表示：「如果基於現有材料的晶片創新被視為『捷徑』，那麼我們開發的2D材料電晶體就像是『換道超車』。」

這款電晶體的獨特架構，特別是其所採用的全新二維無矽設計，使其在效能與效率上取得突破。這種電晶體屬於環繞閘極場效電晶體（GAAFET），與先前的鰭式場效電晶體（FinFET）不同，GAAFET的閘極環繞源極四面，而非僅有三面。這種設計能提供更好的靜電控制，減少靜電放電的能量損耗，並提高驅動電流與切換速度。

電晶體作為電腦晶片中的基本元件，其核心功能在於控制電流在源極與汲極之間的流動，並兼具開關與放大功能。傳統電晶體的閘極僅環繞源極三面，而GAAFET的四面環繞設計則為效能與效率帶來潛在提升。

雖然GAAFET架構並非全新概念，但北京大學團隊採用氧化硒鉍作為半導體材料，並成功打造出「原子級薄」的二維電晶體，這是一大創新。研究指出，與傳統矽材料相比，二維鉍電晶體更具韌性與彈性。鉍材料不僅具有更好的載子遷移率（電子在電場作用下的移動速度），還具備高介電常數（材料儲存電能的能力），這些特性都為電晶體的高效率提供了保障。

若這款電晶體最終成功整合至晶片中，並證實其速度超越英特爾等美國公司的產品，中國將有望繞過現有的先進晶片採購限制，並透過完全不同的製造工藝，切入美國主導的晶片製造領域。