Đột phá từ Trung Quốc: Transistor mới không dùng silicon, nhanh hơn 40% so với chip Intel 3nm

So với thiết kế FinFET phổ biến, vốn chỉ cho phép cổng bao phủ một phần, kiến trúc GAAFET giúp tăng diện tích tiếp xúc, cải thiện hiệu suất, giảm rò rỉ năng lượng và kiểm soát dòng điện tốt hơn.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bắc Kinh đã phát triển một loại transistor mới dựa trên vật liệu hai chiều (2D) là bismuth oxyselenide, khác với các chip silicon truyền thống. Công nghệ này sử dụng kiến trúc GAAFET (Gate-All-Around), trong đó cổng transistor bao bọc hoàn toàn xung quanh nguồn.

So với thiết kế FinFET phổ biến, vốn chỉ cho phép cổng bao phủ một phần, kiến trúc GAAFET giúp tăng diện tích tiếp xúc, cải thiện hiệu suất, giảm rò rỉ năng lượng và kiểm soát dòng điện tốt hơn.

Theo bài báo trên Nature Materials, transistor 2D GAAFET có tốc độ nhanh hơn 40% so với chip 3nm của Intel, đồng thời tiêu thụ ít hơn 10% năng lượng. Hiệu suất này vượt qua các chip tiên tiến của TSMC và Samsung.

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng các đơn vị logic nhỏ và khẳng định đây là “transistor nhanh nhất và tiết kiệm năng lượng nhất từ trước đến nay”. Kết quả được kiểm chứng qua các thử nghiệm trong điều kiện tương tự như các chip thương mại hàng đầu.

Giáo sư Peng Hailin, trưởng nhóm nghiên cứu, ví von: “Nếu cải tiến dựa trên vật liệu hiện tại là một con đường tắt, thì transistor dựa trên vật liệu 2D giống như chuyển sang một làn đường mới”.

Thiết kế mới giống như những cây cầu đan xen, có thể vượt qua giới hạn thu nhỏ của công nghệ silicon, đặc biệt dưới ngưỡng 3nm. Điều này mở ra tiềm năng cho laptop hiệu năng cao với chip siêu nhỏ gọn.