来源：雪球App，作者： 胡军程，（https://xueqiu.com/8578391012/326794827）

半导体新材料“铋”：有望突破“摩尔定律”极限

随着半导体技术的不断发展，以硅为基础的传统半导体材料在芯片制造中逐渐接近物理极限。当制程推进到 3 纳米甚至更小尺度时，面临着短沟道效应、功耗激增等诸多问题，摩尔定律的延续变得愈发困难。近年来，科学界一直在积极寻找能取代硅的新材料来挑战 1纳米以下的制程。

铋在突破 “摩尔定律” 极限中的作用及原理降低电阻与提高电流传输：2019 年开始，台大、台积电和 MIT 展开跨国合作研究发现，在二维材料上搭配半金属铋（Bi）作为电极，能大幅降低电阻并提高传输电流。与硅基制程技术的相容性：使用铋（Bi）作为接触电极的关键结构后，二维材料晶体管的效能与硅基半导体相当，且有潜力与目前主流的硅基制程技术相容，这为在现有半导体制造体系基础上进行技术升级和突破提供了可能。

相关研究成果二维 β -Bi₂O₃的合成及应用：南京理工大学陈翔、曾海波等人在《Nature Materials》期刊上发表了相关论文，他们提出盐 - 氧辅助化学气相沉积（CVD）的合成策略，实现了原子级表面平整、厚度在 0.3 - 15nm 范围内可调、晶畴尺寸达 50 - 200μm 的二维 β - Bi₂O₃晶体的可控合成，并构建了高性能 P 型场效应晶体管器件。二维 β - Bi₂O₃展现出卓越的 P 型电学性能，其场效应晶体管（FET）在室温下实现了 136.6cm²V⁻¹s⁻¹ 的空穴迁移率和高达 1.2×10⁸的电流开关比。铋与二维材料搭配的电极研究：台大、台积电和 MIT 的合作研究成果显示，通过在二维材料上搭配铋电极，解决了二维材料高电阻及低电流的问题，为实现 1 纳米以下制程提供了可能。

发展前景如果基于铋的半导体技术能够成功实现商业化量产，将为半导体产业带来新的发展机遇，有助于推动人工智能、电动车、疾病预测等新兴科技领域的快速发展

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