从实验室: 一种用于更高效的电话，计算机的新设备

所有现代产品的核心，如手机和计算机芯片，都是微小的晶体管，它们以接近光速的速度传送电信号。它们的设计和放置方式决定了小工具执行其操作的效率。

我在班加罗尔印度科学研究所的团队发明了并展示了一种晶体管设计，可以带来未来芯片技术的突破。与当前计算机和手机芯片中使用的技术相比，所提出的晶体管具有明显更好的性能和可扩展性。该发明最近获得了IISc的专利，其结果随后由我们小组发布。

多年来，晶体管变得越来越小，这导致了更密集、更便宜、更时尚和高性能的芯片，正如摩尔定律1970年所预测的那样。英特尔联合创始人戈登·摩尔 (Gordon Moore) 当时预测，集成电路中的晶体管和其他此类组件的数量每年大约会增加一倍。法律一直持续到现在，芯片行业已经根据这一预测计划了其发展。我们看到无线和手持设备的速度和功耗不断提高。

半导体巨头2011年广泛采用的当前一代晶体管被称为finfet，主要是因为它们类似于鱼的鳍。他们来的时候测量了大约22纳米。氢或氦原子大致10分之1纳米。Finfet有望进一步缩小到约10纳米 (nm) 2018年的大小。然而，below-10nm尺寸会不利地影响FinFET的性能。在这种规模下，携带信号并执行电子任务的电子的运动不服从旨在调节其运动的开关。晶体管开始表现得像没有开关的电线。开箱即用的晶体管设计是当今不断改进计算机芯片和手机的需要。由于芯片设计行业一直在停滞超过10nm，因此需要制定新的晶体管设计。重要的是，这种新设计需要得到现有制造工艺的支持，以促进平稳过渡。一种 “颠覆性技术” 需要一种全新的方式将事物组合在一起，需要数年的时间才能采用，并且需要新的投资。由于新技术从原型到批量生产需要时间，因此半导体行业认为更新的设计必须与当前的制造技术保持一致。在价值数十亿美元的半导体行业中，器件结构和制造工艺的任何突然变化都非常昂贵。我们未来需要的解决方案是具有根本不同的操作机制，但其制造工艺类似于当前的FinFET技术。这将确保向新解决方案的平稳和经济上可行的过渡。拟议的晶体管设计牢记所有这些。

这是通过称为量子隧穿的过程实现的。该器件可以利用现有的基于FinFET的芯片制造设施和工艺; 但是，与FinFET不同，它可以调节穿过hetro结的垂直隧穿以控制电子流。已发表的结果表明，与现有晶体管相比，这种突破性的晶体管技术除了更高的速度外，还消耗更少的功率，并且发热更少。这将有助于延长下一代电子产品的电池电量。