Egy kínai kutatócsapat a Pekingi Egyetemen igazán komoly áttörést ért el tranzisztortechnológia terén, ugyanis elmondásuk szerint megalkották a világ első olyan 2D GAAFET típusú tranzisztorát, amely nem tartalmaz szilíciumot, helyette bizmut köré épül és gyorsabb, mint szilícium-alapú társai. A kutatást Peng Hailin professzor és Qui Chenguang vezették, akik a csapat felfedezését már publikálták is a Nature virtuális hasábjain keresztül. A csapat egyes tagjai szerint az újítás lényegében monumentális áttörésnek tekinthető a félvezetőiparban, azaz óriási jelentőséggel bír, még ha nem is a közeljövőben kezdik el használni.

A kutatók szerint ez az új tranzisztor a világ leggyorsabb és leghatékonyabb megoldása ezen a területen. Az újfajta tranzisztor ostya-léptékű, több réteg egymásra rétegezéséből létrejövő egykristályos 2D GAAFET konfigurációban készült el, méghozzá Bi₂O₂Se, azaz bizmut-oxiszelenid felhasználásával, teljesen szilíciumtól mentesen. A kutatók úgy vélik, hogy ha a meglévő anyagok köré épülő chip-innovációkat a haladás során megteendő út levágásaként tekintjük, akkor az ő új fejlesztésük nagyjából azzal ér fel, mintha az út során teljesen új sávra váltanánk, annyira hatalmas a jelentősége.

A tesztek során a csapat összehasonlította az új, bizmut-oxiszelenid alapú tranzisztor teljesítményét az Intel, a TSMC, illetve a Samsung aktuális fejlesztéseivel, illetve sok egyéb más gyártó termékeivel is, majd arra jutottak, hogy az ő fejlesztésük mindegyiknél magasabb teljesítményt tud felmutatni ugyanolyan körülmények közepette.

Maga az új tranzisztor a máshonnan már ismert GAAFET technológia köré épül, ami a planáris FET és a FinFET után következő nagy fejlesztés, ezt több gyártó is használja, illetve használni fogja a 3 nm-es, illetve annál kisebb csíkszélességek esetében. Az innováció célja mindeddig az volt, hogy a tranzisztorok vezérlése minél hatékonyabban és gyorsabban történhessen. Míg a MOSFET esetében a kapu elektróda (gate) csak egyetlen ponton ért hozzá a forrás elektródához (source), addig a FinFet esetében utóbbi már három helyen érintkezett a kapu elektródával, a GAAFET esetében pedig, ahogy a Gate-All-Around kifejezés remekül szemlélteti, a kapu elektróda gyakorlatilag körbeveszi a forrás elektródát. A Samsung diája remekül meg is mutatja a különböző fejlesztések között tapasztalható legfontosabb különbségeket, illetve a dél-koreai gyártó saját fejlesztésű GAAFET verzióját is megmutatja, ami az MBCFET nevet viseli.

A bizmut-oxiszelenid körül már régóta folynak a kutatások, az 1 nm alatti csíkszélességek esetében régóta készülnek a bevezetésére, ami nagyrészt annak köszönhető, hogy az új anyag felhasználásával hatékonyan készíthető kétdimenziós félvezető. A bizmut-oxiszelenid alapú megoldások ezen a téren sokkal rugalmasabbak és strapabíróbbak, mint a klasszikus szilícium alapú megoldások, amelyek már 10 nm-es node esetén is csökkentett töltéshordozó-mobilitással rendelkeznek.

A kínai kutatók áttörése nemcsak a félvezetőipar szempontjából fontos, hanem azért is, mert segítségével Kína versenyképesebbé válhat az iparágon belül. A Kína és az Amerikai Egyesült Államok között húzódó geopolitikai feszültség, ami már kereskedelmi háborúvá fajult az elmúlt évek folyamán, erősen behatárolja a kínai félvezetőipar lehetőségeit, hiszen nem férnek hozzá a legmodernebb gyártástechnológiákhoz és gyártóeszközökhöz, legalábbis hivatalosan, így az EUV technológiában rejlő lehetőségeket sem tudják kamatoztatni. Kína éppen ezért nem felzárkózni, hanem előre menekülni próbál a fentihez hasonló kutatások és fejlesztések révén, azaz megpróbálnak új utakra lépni, ami forradalmi áttörésekhez vezethet és jelentősen javíthatja az ország helyzetét.