尽管基于2D过渡金属二硫族化物的场效应晶体管(FET)在超尺寸器件中优于Si,但基于二维材料(2DM)和基于Si的电路技术仍然匮乏。近日,国立台湾大学Vita Pi-Ho Hu、香港大学Lain-Jong Li比较了基于2DM和Si FET的静态随机存取存储器(SRAM)电路在16nm至1nm技术节点上的性能,并且与Si SRAM电路相比,基于2DM的SRAM电路具有更优异的稳定性、操作速度和能效。
本文要点:
1) 作者利用计算机辅助设计技术进行器件和电路模拟,并使用MoS2 nFET和WSe2 pFET进行校准。此外,作者结合了各种技术节点的布局设计规则以全面分析SRAM电路性能。
2) 结果表明,与1nm节点处的三维Si晶体管相比,平面2DM FET具有更低的电容,从而减少了单元读取访问时间、写入时间和动态功率。该研究强调了使用平面2DM晶体管来缓解节点中导线电阻增加导致的性能退化,从而为高性能和低功耗电路应用开辟了新途径。
Yu-Cheng Lu et.al Projected performance of Si- and 2D-material-based SRAM circuits ranging from 16 nm to 1 nm technology nodes Nature Nanotechnology 2024
DOI: 10.1038/s41565-024-01693-3
https://doi.org/10.1038/s41565-024-01693-3