美國(guó)英特爾公司和IBM公司近日分別宣布，他們使用鉿金屬作為電介質(zhì)，開(kāi)發(fā)出45納米線寬的晶體管技術(shù)工藝，使芯片的集成度比目前65納米線寬的技術(shù)工藝提高了1倍，運(yùn)行速度提高了20％，器件功耗降低30％。這也是40年來(lái)晶體管技術(shù)獲得的重大突破。
　　在半導(dǎo)體工業(yè)迅速發(fā)展的40年期間，一直以單晶硅為電介質(zhì)的晶體管技術(shù)，從90納米線寬發(fā)展到65納米，芯片上集成的晶體管數(shù)目隨之增加了1倍，器件功耗降低20％，運(yùn)行速度提高了50％，生產(chǎn)成本得以大幅下降。盡管目前電子元件技術(shù)已能達(dá)到12納米線寬，相當(dāng)于5個(gè)原子的厚度，但由于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的晶體管能量流失問(wèn)題，影響了處理器性能的發(fā)揮和功耗。英特爾公司之所以停止開(kāi)發(fā)4千兆赫茲處理器，就是遇到了這一技術(shù)難題。
　　高介電率材料鉿能隙小，對(duì)載流子的勢(shì)壘較低，但使用鉿作為電介質(zhì)需要解決兩個(gè)問(wèn)題。最主要的問(wèn)題是采用高介質(zhì)率絕緣層后會(huì)降低載流子的遷移率。另外，傳統(tǒng)的集成電路采用多晶硅作為電極材料，這與高介電率的鉿材料絕緣層在邊界會(huì)產(chǎn)生電位差，從而發(fā)生控制電壓（閾值電壓）偏移的問(wèn)題。
　　英特爾宣布已經(jīng)解決了上述問(wèn)題。據(jù)悉，他們?cè)诰w管技術(shù)新工藝中使用了其他金屬電極代替了硅電極，但因技術(shù)保密，英特爾沒(méi)有宣布具體的金屬成分，只表示在兩種不同的晶體管NMOS和PMOS中使用了不同的金屬材料。英特爾還透露，除使用鉿作為電介質(zhì)材料外，在新技術(shù)工藝中還使用了低介電率的氮化硅，這也降低了器件之間的能耗，同時(shí)提高芯片的運(yùn)行速度。
　　目前，無(wú)論CPU還是GPU等處理器芯片都是由數(shù)以億計(jì)的晶體管組成的，晶體管性能的提高可以直接導(dǎo)致處理器速度的革命。因此，有關(guān)專家指出，以鉿材料為基礎(chǔ)的新型晶體管技術(shù)，將可能引起晶體管技術(shù)的第二次革命。
　　據(jù)悉，英特爾有望在2007年后半年推出45納米的鉿晶體管，生產(chǎn)Penryn系列芯片；而IBM希望在2008年與AMD、東芝和索尼等公司合作，推出以鉿材料為晶體管的芯片。