美國勞倫斯伯克力國家實驗室(以下簡稱“伯克力實驗室”)教授阿里-加維(Ali Javey)領導的一個研究小組日前利用碳納米管和一種稱爲二硫化鉬的化合物開發出了全球最小的晶體管。
晶體管的製程大小一直是計算技術進步的硬指標。晶體管越小，同樣體積的芯片上就能集成更多，這樣一來處理器的性能和功耗都能會獲得巨大進步。
多年以來，技術的發展都在遵循摩爾定律，即當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個月翻一倍以上。眼下，我們使用的主流芯片製程爲14nm，而明年，整個業界就將開始向10nm製程發展。
不過放眼未來，摩爾定律開始有些失靈了，因爲從芯片的製造來看，7nm就是物理極限。一旦晶體管大小低於這一數字，它們在物理形態上就會非常集中，以至於產生量子隧穿效應，爲芯片製造帶來巨大挑戰。因此，業界普遍認爲，想解決這一問題就必須突破現有的邏輯門電路設計，讓電子能持續在各個邏輯門之間穿梭。
此前，英特爾等芯片巨頭表示它們將尋找能替代硅的新原料來製作7nm晶體管，現在勞倫斯伯克利國家實驗室走在了前面，它們的1nm晶體管由納米碳管和二硫化鉬（MoS2）製作而成。MoS2將擔起原本半導體的職責，而納米碳管則負責控制邏輯門中電子的流向。
眼下，這一研究還停留在初級階段，畢竟在14nm的製程下，一個模具上就有超過10億個晶體管，而要將晶體管縮小到1nm，大規模量產的困難有些過於巨大。
不過，這一研究依然具有非常重要的指導意義，新材料的發現未來將大大提升電腦的計算能力。
