据介绍，金属－氧化物－半导体场效应晶体管（MOSFET）是目前集成电路中的主流器件，根据摩尔定律，芯片上的晶体管特征尺寸在不断地缩小，使得芯片上的晶体管数量每隔18个月便会增加一倍。过去几十年工艺的进步让MOSFET晶体管的尺寸不断缩小，越来越接近其物理极限。集成度的增加使得芯片功耗密度太大而面临散热困难。因此，业界一直尝试在材料和电路设计方面有所突破，同时积极寻找基于新结构和新原理的晶体管，突破现有的技术瓶颈。

　　半浮栅晶体管的前瞻研究就在这种情况下展开。复旦大学团队巧妙地把隧穿晶体管（TFET）和浮栅晶体管相结合，构成了一种全新的“半浮栅”结构的器件，称为半浮栅晶体管（SFGT）。这种晶体管的“数据”擦写更加容易、迅速，而且整个过程都可以在低电压条件下完成，为实现芯片低功耗运行创造了条件。

　　半浮栅晶体管在CPU的高速缓存（Cache）、DRAM和CMOS图像传感器等领域有很好的应用前景，且优势明显。比如CPU的高速缓存，现在通常采用6个MOS晶体管构成一个存储单元（SRAM），集成度低，占用面积大。在28nm英特尔XeonCPU中约一半的面积被迫交给缓存占用，极大地浪费了资源。如果采用复旦大学发明的半浮栅晶体管设计缓存电路，则单个晶体管即可构成一个存储单元，速度与传统6个MOS晶体管的SRAM存储单元相当，但缓存占用的面积可以缩减为原来的十分之一，且降低了功耗。

　　张卫介绍说，作为一种基础电子器件，半浮栅晶体管在存储和图像传感等领域的潜在应用市场规模超过300亿美元。它的成功研制将有助于我国掌握集成电路的核心技术，从而在国际芯片设计与制造领域内逐渐获得更多话语权。

　　不同于实验室研究的基于碳纳米管、石墨烯等新材料的晶体管，半浮栅晶体管是一种基于标准硅CMOS工艺的微电子器件。SFGT原型器件在复旦大学的实验室中研制成功，而与标准CMOS工艺兼容的SFGT器件也已在国内生产线上被成功制造出来。

　　“半浮栅晶体管兼容现有主流集成电路制造工艺，具有很好的产业化基础。”张卫表示，不过，拥有核心专利并不等于拥有未来的广阔市场。尽管半浮栅晶体管应用市场广阔，但前提是对核心专利进行优化布局。

　　■周扬清  刘畅  宗禾