現(xiàn)如今，市場上最先進的計算機芯片使用7納米晶體管。中國科學(xué)院微電子研究所微電子設(shè)備與集成技術(shù)領(lǐng)域的專家殷華湘說，他的團隊已經(jīng)研發(fā)出3納米晶體管——相當(dāng)于一條人類DNA鏈的寬度，在一個指甲蓋大小的芯片上能安裝數(shù)百億個這種晶體管。

殷華湘說，晶體管變得越小，芯片上就能安裝越多的晶體管，這會讓處理器的性能顯著提升。晶體管是處理器的基本部件。殷華湘說，用3納米晶體管制造的處理器將會增加計算速度，并降低能耗。比如一位智能手機用戶可以整天玩需要大量計算能力的游戲，卻不需要為電池重新充電。

殷華湘說，他的團隊還必須克服一些重大障礙。他們的研究成果本月部分發(fā)表在同行評議雜志《電氣與電子工程師協(xié)會電子器件通訊》上。其中一個障礙是“波爾茲曼暴政”。路德維希·波爾茲曼是19世紀(jì)的奧地利物理學(xué)家。“波爾茲曼暴政”描述的是有關(guān)電子在一個空間中的分布問題。對芯片研發(fā)者來說，這意味著隨著更多較小的晶體管安裝到芯片上，晶體管所需電流產(chǎn)生的熱量將燒毀芯片。

報道稱，物理學(xué)家已經(jīng)為這個問題提供了解決辦法。殷華湘說，他的團隊使用一種稱為“負電容”的方法，這樣他們能用理論上所需最小電量的一半電量來為晶體管提供電力。這種晶體管實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用可能要花幾年時間。該團隊正在進行材料和質(zhì)量控制方面的工作。

殷華湘說：“這是我們工作中最激動人心的部分。這不僅是實驗室中的又一項新發(fā)現(xiàn)。它有著實際應(yīng)用的巨大潛力。而我們擁有專利。”

報道稱，殷華湘說，這項突破將讓中國“在芯片研發(fā)的前沿同世界頭號角色進行正面競爭”。他說：“在過去，我們看著其他人競爭。現(xiàn)在，我們在同其他人競爭。”

據(jù)報道，中國還在研發(fā)一種原子大小（0.5納米）的晶體管，而其他國家已經(jīng)加入將3納米晶體管投入市場的競賽。

韓國三星公司說，它計劃到明年上半年完成3納米晶體管的研發(fā)。三星說，同7納米技術(shù)相比，用它的3納米晶體管制造的處理器只需用一半的電力，性能卻會提高35%。三星沒有說它預(yù)計這些芯片將于何時投產(chǎn)。