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A RISC-V 32-bit microprocessor based on two-dimensional semiconductors
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AI
DOI：10.1038/s41586-025-08759-9.png)
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摘要
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近年来，对后硅半导体材料的探索已显著加剧，这归因于传统体半导体的固有局限性，其面临漏致势垒降低、界面散射引起的迁移率下降以及由半导体带隙决定的受限电流开/关比等问题。这些挑战促使人们寻求更先进材料，而原子层厚度的二维（2D）半导体作为潜在解决方案应运而生。经过十多年的研究进展，近期在晶圆级生长和器件制造方面的最新发展1, 2-3，已促使二维半导体电子学取得突破。然而，集成水平仍局限于数百个晶体管。我们介绍了一种基于精简指令集计算架构（RISC-V）的微处理器，该处理器能够使用5,900个MoS2晶体管执行标准32位指令，并基于2D半导体技术开发了一套完整的标准单元库。该库包含25种逻辑单元。与硅集成电路的进展保持一致，我们还协同优化了2D逻辑电路的工艺流程与设计。我们的联合制造与设计方法克服了与晶圆级2D电路集成相关的重要挑战，并实现了一种开创性的MoS2微处理器原型，该原型展示了超越硅技术的2D集成电路技术的潜力。
Keyword:
INTEGRATED-CIRCUITS
INSULATORS
期刊
IF:
48.5
论文数:
1.8W
被引数:
96.5W
机构
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引用论文
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