北京大学の研究チームが、世界初となる2次元低消費電力GAAFETトランジスタに関する研究成果を発表しました。彭海林教授と邱晨光教授率いるこの学際的な研究チームは、Nature誌に論文を発表し、一部のチームメンバーはこの発見をまさに画期的なブレークスルーと称賛しています。
北京チームは、論文で「ウエハー規模の多層積層単結晶 2D GAA 構成」と説明されているものを製造した。
技術的な話はさておき、まずGAAFETから始めなければなりません。ゲートオールアラウンド電界効果トランジスタ（GAAFET）は、MOSFETとFINFETに続くトランジスタ技術の次世代です。
トランジスタの革新は、主にソースとゲート間の通信制御の向上によって推進されてきました。MOSFETでは、ゲートが1つのプレーンでソースに接するのに対し、FINFETでは3つのプレーンがゲートに接し、その名の通り、ゲート・オールアラウンドが交差ゲートでソースを囲みます。以下は、Samsungによるその違いを示す図解です（Samsung独自のGAAFETのMBCFETバージョンも併せて掲載）。
GAAFETトランジスタ自体は目新しいものではありません。このトランジスタ技術は、3nm以下のマイクロチップの製造に不可欠です。北京の大きな革新は、シリコン以外の元素を用いることで実現したトランジスタの2次元構造にあります。
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Bi₂O₂Se（ビスマスオキシセレン化物）は、2D半導体としての性質を活かし、1nm以下のプロセスノードでの利用に向けて長年研究されてきた半導体材料です。2D Bi₂O₂Seのような2次元半導体は、10nmノードでさえキャリア移動度が低下するシリコンよりも、小型で柔軟かつ堅牢です。
シリコンからビスマスへのオデッセイ
積層型 2D トランジスタのこのようなブレークスルーやシリコンからビスマスへの移行は半導体の将来にとって刺激的なものであり、中国の業界が半導体の最先端で競争するためには必要不可欠です。
半導体や最新技術をめぐる米中貿易戦争の結果、中国は、他のハイテク企業が10年近くかけて生産してきたノードのプロセッサ製造を可能にするEUVリソグラフィーなどのツールから切り離されてしまった。その結果、中国は単に追いつくだけでなく、ハイテク業界の現状を飛躍的に進歩させるための研究に多額の投資を行ってきた。
2D GAAFETトランジスタが半導体製造の未来を担うわけではないかもしれないが、この研究は、業界を前進させるために革新を起こす準備ができている、中国の若き才能の芽生えを象徴している。米国がGAAFET技術の禁止を含む、中国技術へのアクセスに対する禁輸措置と制限を強化する構えを見せている中、中国のテクノロジー業界は、争う帝国の時間との闘いを強いられている。
サニー・グリムはTom's Hardwareの寄稿ライターです。2017年からコンピューターの組み立てと分解に携わり、Tom'sの常駐若手ライターとして活躍しています。APUからRGBまで、サニーは最新のテクノロジーニュースを網羅しています。
