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 英特爾創始人之一戈登·摩爾曾說過,集成電路上可以容納的晶體管數目大約每經過18個月就會增加一倍。也就是說,處理器的性能每隔兩年就會翻一倍。這句話作為經驗之談,一定程度上揭示了信息技術進步的速度,成為后來著名的“摩爾定律”。

然而,隨著制程的不斷演進,如何在保持良好的散熱條件下,在更小的芯片上安裝更多電路和電源已成為一個重要挑戰,摩爾定律在近年來也有所放緩。

作為微型處理器,芯片的體積比較小,所以低介電常數材料往往是必要的,因為低介電常數材料可以限制電子串擾、電荷積累以及信號傳播的延遲。然而,所有已知的低介質都表現出較低的導熱性,這就使得高功率的芯片散熱復雜化。

另外,雖然二維共價有機框架結合了較大的永久性孔隙,可以導致低介電常數,其周期性的層狀結構也能給予相對較高的導熱系數。但是,傳統的合成路線產生的2D材料并不適合應用到芯片的開發中。

針對這一問題,科學家們開發出了一種基于新型聚合物的電路絕緣材料,其擁有低電導和高傳熱性能,能夠在較小的空間內達到較高的功率。

該材料只有一個原子那么厚,可以通過在特定的體系結構中對其進行分層來控制它們的性能。另外,其能夠通過控制電流以消除信號串擾,使得電子產品能夠進一步突破當前的性能極限。理想情況下,它還能夠將電流引起的有害熱量從電路中帶走。

目前,科學家們正在通過改進生產高質量 2D 聚合物薄膜的方法來應用這種新的材料類別,試圖滿足在密集芯片上小型化晶體管的要求。未來,該材料有望在芯片制造行業發揮巨大的潛力,甚至超越摩爾定律。