重新定义数据处理的能源效率，具有千个晶体管的二维半导体问世

研究人员制造了第一个基于二维半导体材料的内存处理器，其中包含超过1000个晶体管，这是工业生产道路上的一个重要里程碑。

据最新一期《自然电子学》报道，瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员提出了一种基于二硫化钼的内存处理器，用于数据处理的基本运算之一——向量矩阵乘法。这种操作可用于数字信号处理和人工智能模型的实现，其效率提高可为整个信息通信行业节约大量能源。

新处理器将1024个元件组合在1平方厘米大小的芯片上。每个部件都有2d二硫化钼晶体管和浮动栅极，通过在存储器中储存电荷来控制每个晶体管的导电性。处理器与内存的结合从根本上改变了处理器的计算执行方式。

研究组表示，通过设定各晶体管的电导率，可以给处理器施加电压，测定输出，一次可以执行模拟矢量矩阵乘法。

二硫化钼的选择在内存处理器的开发中发挥了非常重要的作用。与目前在计算机处理过程中使用最广泛的半导体硅不同，二硫化钼形成3个原子厚度的稳定的单层，只与周围环境发生微弱的相互作用。它的薄提供了生产非常小型零件的可能性。2010年，研究小组利用透明胶带从晶体中提取单层材料，制造了第一个单二硫化钼晶体管。

从单一晶体管发展到1000个以上的核心进步是可沉积材料的质量。经过大量工程优化后，团队现在可以生产覆盖二硫化钼均质层的全晶片。它使他们能够使用行业标准的工具在计算机上设计集成电路，并将这种设计转换为物理电路，打开了大规模生产的大门。

二硫化钼与石墨相似，可以用作润滑剂，也可以用胶带在表面粘上一层薄膜。二硫化钼薄膜由于二维半导体的特性，有望克服晶体管微处理的瓶颈，制造速度更快、电力消耗更低、柔软透明的新芯片。近年来，国际上单层二硫化钼的制造等不断突破，晶片质量和零部件性能不断探索局限，中国在这一方向上处于领先地位。在未来，人们将能够开发出耗电量低、可穿戴、可随意弯曲的芯片和显示屏。