鍺基晶體管,是以鍺(Ge)為材料制造而成的晶體管;鍺基邏輯器件,是使用鍺材料制造而成的邏輯電路元件;鍺基晶體管是構成鍺基邏輯器件的基本單元之一。
邏輯器件是具有邏輯功能的電子元件,在數字電路中實現與、或、非等邏輯運算,廣泛應用在計算機、通信、控制、傳感等領域,而晶體管是構建邏輯器件的關鍵元件。
人類開發出的首個晶體管是鍺晶體管,但受材料來源、成本等因素限制,硅晶體管成為市場主流。晶體管等電子元件集成于硅片上形成芯片,在摩爾定律下,單位面積硅片上集成的晶體管數量成倍增加,目前已基本接近物理極限,芯片性能大幅提升的難度增大,因此新型晶體管研制受到關注。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2030年中國鍺基晶體管行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,晶體管的核心是輸送電荷的溝道,利用電流移動速度更快的材料來替代硅,可以獲得更高性能的晶體管。鍺同時具有高電子遷移率、高空穴遷移率特點,基于鍺溝道的晶體管,與硅晶體管相比,具有電路傳輸速度快,運行時所需電壓低、能耗低等特點,與III-V族半導體材料制造而成的晶體管相比,具有設計、制造難度較低的優點。
2021年12月,奧地利維也納工業大學科研人員利用鍺生產出世界上最靈活的晶體管,與硅基晶體管相比,這種鍺基晶體管的計算能力幾乎翻倍,具有自適應優點,可以在運行時動態切換,執行不同的邏輯任務,在人工智能、神經網絡等領域發展潛力大,成果發表于《美國化學學會納米雜志》。
新思界
行業分析人士表示,2024年8月,我國工信部發布國家重點研發計劃“新型顯示與戰略性電子材料”重點專項2024年度項目申報指南,將支撐高性能鍺基邏輯器件的高效原位摻雜材料研究列入,提出面向高速率、低功耗鍺基晶體管對高性能源漏區材料的需求,研究高性能鍺基源漏關鍵核心材料的制造與摻雜技術。未來隨著關鍵核心材料制備技術突破,我國鍺基晶體管與鍺基邏輯器件研發速度將進一步加快。