晶体管的另一种未来：当2D与3D交错

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当我们在说摩尔定律停滞的时候，常规的辩驳思路总是在谈封装层面的3D堆叠；或者器件层面的3D折叠（CFET）。"3D"这个词对应的当然应该是"2D"，从平面结构转向了立体结构。因为东西一旦折起来，不就省了空间、延续了摩尔定律吗？不过在3D发展同期，我们还在频繁地提2D——2D材料。这是什么？

www.eet-china.com/, Mar. 14, 2023 – 

有个挺有趣的现象，当我们在说摩尔定律停滞的时候，常规辩驳思路总是谈封装层面的3D堆叠；或者器件层面的3D折叠（CFET）。"3D"这个词对应的当然应该是"2D"，换句话说是从平面结构转向了立体结构。因为东西一旦折起来，不就省了空间、延续了摩尔定律吗？不过在3D发展同期，我们还在频繁地提2D––2D材料。这是什么？

前不久Intel的技术展望，和去年年中未来晶体管的介绍中，我们都提到过2D材料。2D材料事实上也的确是IEDM这种顶会近些年的大热门––基本可以确定的是，2D材料有较大概率成为未来芯片尖端制造工艺的标配，成为某种形态的计算设备被普罗大众所使用。

而且实际情况是，2D材料可能并没有我们想象得那么遥不可及，多少也有点眉目了––不止是去年Intel在IEDM上展示的，将2D材料用到了GAAFET晶体管上；还在于某些旧工艺的BEOL已经在尝试2D材料了，主要是MEMS、射频、光电transceiver之类。毕竟这些器件可能不像晶体管那样有着那么严苛的质量需求。

据说2D材料能够极大提升这些应用的性能。德克萨斯大学奥斯汀分校已经搞出了2D材料的RF开关器件原型；硅光方向上，transceiver的各种元器件在2D材料的加持下，可以实现单片化 - 像modulator这种器件还能大幅降低驱动电压，诺基亚、爱立信之类的企业都在朝这样的方法努力...

那2D材料究竟是个啥？对晶体管而言意味着什么？恰逢上个月，SemiAnalysis两名作者联合创作了《晶体管的未来》一文，这篇文章的核心就是在探讨2D材料，我感觉其中有存在相当价值的部分可做分享；而且因为过去大半年的工作比较忙，都在研究最为商业的产品和方向，对于技术的关注少了很多。借此机会，本文尝试谈谈2D材料相关的这种晶体管未来。

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