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推动下一代计算机芯片发展的材料

2020-11-08 14:00:50 来源: 半导体行业观察

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根据发表在《自然》杂志上的一项最新研究，EPFL的工程师发明了一种新的计算机芯片，该芯片能够在单个电路中存储和处理数据。

下一代计算机芯片由二硫化钼（MoS2）的2D材料组成，可为节能电子产品打开了大门。

2D材料可让下一代计算机芯片立即存储、处理数据

New Atlas 报告说，通常，计算机在一个区域（CPU）中处理数据，然后将其传递到另一个区域，例如固态驱动器或硬盘进行存储。但是，尽管该系统几十年来一直是标准配置，但它并不是运行计算机的最有效方法。

例如，我们的大脑——世界上功能最强大的计算机——使用神经元同时处理和存储信息。近年来，工程师们尝试使用内存中逻辑架构（也称为“忆阻器”）来模仿芯片的双重功能。

这种芯片的想法是消除移动数据的必要性，以制造出体积更小，速度更快的设备，这些设备比典型的芯片具有更低的功耗。

新的2D计算机芯片为更小、更强大的设备打开了大门

EPFL的最新研究使我们更接近这个想法。该公司的内存逻辑芯片是有史以来第一个由 2D材料组成的芯片，该材料由单个MoS2层和3个原子的厚度组成。这种材料的超薄性非常适合用于缩小器件。

这种新的计算机芯片在技术上称为浮动门场效应晶体管(FGFET)，通常用于SD卡等闪存系统。这样的晶体管在长时间充电方面通常做得很好。MoS2对存储电荷特别敏感，这意味着它可以执行存储和逻辑功能。

“我们的电路设计有几个优点，”该研究的第一作者Andras Kis说。“它可以减少与存储单元和处理器之间传输数据相关的能量损失，减少计算操作所需的时间，并缩小所需的空间。”这为更小、更强大、更节能的设备打开了大门。”

随着第四次工业革命的临近，我们有必要退后一步，想象一下我们的未来。量子计算机的处理能力足以让当今最先进的处理器相形见绌，其规模小到足以实现我们甚至无法想象的新应用。虽然这是一个可怕的时刻，但这也是最令人兴奋的。

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