全球首款！北大全碳纳米管CFET诞生：硅基芯片迎最强挑战者

快科技7月7日消息，


北京大学电子学院梁学磊教授团队成功研制出全球首个基于全碳纳米管的互补场效应晶体管（CFET）数字逻辑电路。

CFET通过垂直堆叠N型与P型场效应晶体管，被国际器件与系统路线图列为2纳米以下技术节点的关键器件，预计2032年前后商业化。

碳纳米管被公认为后硅时代最具潜力的沟道材料候选者。然而，碳纳米管虽兼具高迁移率、低温工艺兼容性和三维集成优势，此前却从未实现真正的CFET器件与电路。北大团队此次一举填补了这一空白。

该团队面临两大核心挑战：碳纳米管P型与N型器件驱动能力不匹配，以及上层器件制造导致底层性能退化。

他们采用无掺杂CMOS策略，通过优化器件结构设计，使顶层N型场效应晶体管与底层P型场效应晶体管在保持相同占位面积的同时，实现了性能的高度平衡与完美匹配。

制备出的CFET反相器在0.2至1伏宽电压范围内均表现出极佳的轨到轨传输特性和低功耗优势。


在1伏工作电压下，峰值电压增益高达164，创下当前低维半导体CFET反相器的最高纪录。

基于此，团队成功构建了或非门、或门、与非门、与门、4管静态随机存取存储器单元，以及全球首个基于全碳纳米管CFET架构的五级环形振荡器。

这项研究填补了碳纳米管CFET架构的关键空白。该突破为面向人工智能与边缘计算的高密度近传感与感内计算架构开辟了全新路径。