北大碳基三维集成电路论文入选“2020电子信息领域优秀科技论文”

      日前，中国电子学会评选出“2020电子信息领域优秀科技论文”。由北京大学信息科学技术学院电子学系/纳米器件物理与化学教育部重点实验室在读博士研究生谢雨农担任第一作者，彭练矛、张志勇教授担任通讯作者的论文《采用三维架构加速碳纳米管集成电路》榜上有名。这也使彭练矛-张志勇团队的最新研究成果浮出水面——碳纳米管工艺又有新突破，成功搭建出三维碳基环形振荡器电路。这项研究实践成果在世界碳基半导体领域尚属首次。

      “打个比方，之前的工艺我们只能盖平房，但现在我们开发出整套三维工艺后，就可以盖摩天大楼了。这也意味着在相同的空间里，我们可以放置更多的晶体管，让碳基芯片拥有更快的速度、涵盖更多的功能，电子产品的性能也随之成倍的提高。”谢雨农说，以前只是从理论上推断碳基半导体比硅基半导体的能效要高出1000倍，从未在实验中印证成功过。这次探索出碳基三维集成工艺后，通过通孔工艺互联两层器件，首次实现了三维碳基环形振荡器电路，真正从实践中证实了理论的可行性。

      此外，通过对比实验，该团队还探索出了三维集成电路架构的优势。结果表明，采用三维架构的电路速度可提升38％。文中特别展示了振荡频率高达680 MHz的三维五阶环振电路，单级门延时为0.15ns，该结果代表了目前世界上三维集成电路的最高工作速度。

谢雨农在实验室里做实验

      “在搭建的过程中遇到了很多困难。特别感谢彭练矛院士和张志勇教授，在我遇到瓶颈时，不厌其烦地指导，给我指明了方向。”谈及研发过程和碳基集成电路的发展前景，谢雨农不由感慨：碳基集成电路是未来的发展趋势，尽管目前尚处于初期研发阶段，但它的成长速度是非常迅速的，未来可期。“尤其是中国，在碳基集成电路领域有很多独一无二的成就。像彭练矛院士、张志勇教授，他们都是全球碳基行业的领跑者。相信在不远的将来，中国的碳基芯片定会换道超车，行稳致远！”

      据了解，为引导更多高水平电子信息领域科研成果在国内科技期刊或学术会议发表，中国电子学会组织开展了“2020电子信息领域优秀科技论文遴选活动”。经相关高校、科研机构、期刊编辑部以及专家的推荐，共收到近百篇推荐论文。经评审专家组分组函评和会评，最终确定8篇论文入选。