碳基集成电路技术研究进展与展望

【目的】人工智能、大数据等领域的发展对芯片算力和能效的要求越来越高,硅基芯片技术受到功耗墙、存储墙和尺寸缩减等限制,面临日益严峻的挑战,需要新的沟道材料和新的芯片架构推动信息电子产业的继续向前,碳纳米管CMOS技术是目前最具潜力的下一代集成电路技术。【方法】针对碳纳米管集成电路发展中需要突破的关键性技术,分别从芯片用碳纳米管材料、碳纳米管晶体管技术和系统集成三个方面,阐述其研究进展,分析其面临的挑战和需要解决的问题。【结果】碳纳米管集成电路技术经过二十多年的发展,在材料、器件和系统集成等方面均取得了重大进步与突破,包括高纯度半导体碳纳米管阵列材料的制备、接近理论极限的高性能弹道碳纳米管晶体管器件、碳纳米管三维单片集成系统等。【结论】碳纳米管是构建场效应晶体管的理想沟道材料,可以实现高速低功耗的弹道输运,结合三维单片集成的架构优化,碳纳米管集成电路技术在性能、功耗、面积、功能集成、成本等方面将展现出巨大的优势,满足未来信息处理对芯片的需求。

后摩尔时代大规模集成电路器件与集成技术

本文梳理了微纳电子器件技术从等比例缩小的技术路线发展到以功耗降低为核心的后摩尔时代技术路线的过程,阐述了从等比例缩小到功耗缩小的微纳电子器件技术发展趋势,并对后摩尔时代大规模集成电路的新器件与工艺技术,包括Fin FET、围栅晶体管、新型隧穿器件、单片三维集成工艺等进行了较为系统的分析,试图为大规模集成电路技术的持续发展提供新的视野和观点.