北京大学的一个研究团队近期取得了一项重大突破，他们成功研发出世界上首个二维、低功耗的GAAFET晶体管。该研究由彭海林教授和邱晨光教授（Qiu Chenguang）领导，团队成员来自多个学科。他们的研究成果发表在国际知名学术期刊《自然》上，部分团队成员甚至称这一发现是半导体领域的“划时代突破”。
彭海林教授表示：“这是迄今为止最快、最高效的晶体管。”他在接受北京大学网站采访（通过《南华早报》报道）时进一步解释说：“如果把基于现有材料的芯片创新比作‘走捷径’，那么我们开发的基于二维材料的晶体管则相当于‘换道超车’。”
该团队还声称，他们已经将这种新型晶体管与英特尔、台积电、三星等国际知名厂商的产品进行了对比测试。结果显示，在相同的操作条件下，他们的晶体管性能表现更为出色。
要理解这一技术突破，我们首先要了解GAAFET。环绕栅场效应晶体管（GAAFET）是继MOSFET和FINFET之后的下一代晶体管技术。晶体管技术的创新主要源于对源极和栅极通信的更好控制。MOSFET的源极在一个平面上与栅极接触，FINFET的源极有三个平面与栅极接触，而GAAFET的栅极则完全环绕源极，正如其名称所示。三星公司曾发布过一张示意图，清晰地展示了这些技术之间的差异，包括三星专有的MBCFET版本的GAAFET。
GAAFET晶体管并非新技术，它是制造3纳米及以下工艺芯片的关键。北京大学此次的主要创新在于其晶体管的二维特性，这得益于使用了除硅以外的材料。
Bi₂O₂Se（二硒化氧铋）是一种半导体材料，多年来一直被研究用于1纳米以下工艺节点。这种材料的主要优势在于其二维半导体特性。与硅相比，二维半导体材料如Bi₂O₂Se在小尺寸下更具柔韧性和坚固性。硅在10纳米节点时就会遇到载流子迁移率下降的问题，而二维半导体则不存在这一限制。
从硅到铋的转变，不仅是技术上的突破，更是半导体行业未来发展的重要方向。这种从传统硅材料到新型二维材料的转变，对于中国半导体产业在前沿领域参与全球竞争具有重要意义。
由于中美之间的芯片和现代技术贸易摩擦，中国在获取极紫外光刻等先进制造工具方面受到限制。这些工具是制造近十年来全球科技界普遍生产的处理器节点的关键。因此，中国大力投入研发，致力于开发能够超越当前科技水平的技术，而不满足于仅仅追赶。
尽管二维GAAFET晶体管可能并非半导体制造的终极解决方案，但这一研究展现了中国年轻科研人员的创新精神。他们致力于突破技术边界，推动行业发展。随着美国可能进一步加强对中国的技术封锁，包括对GAAFET技术的限制，中国科技行业正与时间赛跑，以应对大国竞争的挑战。
