北京大學研究團隊近期發表了全球首創2D低功耗GAAFET晶體管成果，并且是首款無硅芯片，比英特爾和臺積電最新3納米芯片快40%，能耗還低10%！這一劃時代成果2月14日發表在《自然-材料》上，被譽為"迄今為止速度最快、能耗最低的晶體管"，有望幫助中國實現芯片技術的"換道超車"，徹底重塑全球半導體產業格局。 該團隊由彭海林與邱晨光領導的多學科專家組成，相關論文已發表于《自然》（Nature）期刊，部分團隊成員稱這一發現堪稱劃時代的突破。團隊已成功制造出論文中所描述的晶圓級多層堆疊單晶2D GAA結構。彭海林指出，這款晶體管是目前速度最快、效率最高的。他形象地比喻道：“如果基于現有材料的芯片創新可視為一條‘捷徑’，那么我們開發基于二維材料的晶體管，就相當于‘換道超車’。”據該團隊透露，他們已將這款晶體管與英特爾、臺積電、三星等國際知名企業的產品進行了測試比較，結果顯示，在相同的工作條件下，這款晶體管的性能表現更為優異。閘極場效晶體管（GAAFET）作為繼MOSFET和FINFET之后的下一代晶體管技術，對于制造3納米以下的微芯片而言是不可或缺的關鍵要素。而北京大學此次的重大創新之處在于，其GAAFET采用了獨特的2D結構，并且是通過非硅基材料來實現的。Bi?O?Se是一種近年來被廣泛研究的半導體材料，因其能夠形成2D半導體的能力，被視為1納米制程以下的潛在材料。2D Bi?O?Se在極小尺度下比硅更具靈活性和堅固性，但在10納米制程上，其載子遷移率（carrier mobility）會有所降低。從半導體行業的未來發展來看，堆疊式二維晶體管的突破，以及從傳統的硅（Silicon）材料向鉍（Bismuth）材料的轉變，無疑是令人振奮的重大進展。這對于中國半導體產業在全球技術前沿參與競爭也是必不可少的關鍵因素。在中美科技戰的大背景下，中國的先進半導體設備供應受到了切斷。因此，中國加大了對顛覆性技術研究的資源投入，期望能夠直接超越當前的產業格局，而不僅僅是處于追趕的位置。雖然2D GAAFET晶體管不一定會成為半導體制造的未來發展方向，但這項研究充分表明，中國的年輕科研力量已經做好了創新的準備，以推動半導體產業不斷向前發展。
