【SIST】面向高性能计算的低温集成电路器件与存储技术研究

低温集成电路既是量子计算不可或缺的核心控制单元，也是突破传统计算能效瓶颈、超越摩尔定律的重要路径之一。研究表明，在77 K下，传统场效应晶体管性能可显著提升；即便计入制冷能耗，系统能效仍可较常温提高4倍以上，相当于在无需EUV微缩的情况下实现约3个制程节点的等效性能跃迁。然而，带尾态、载流子冻结等低温物理效应引发的阈值漂移、亚阈值摆幅恶化等问题严重制约了先进制程器件低温性能。
本报告聚焦于在传统制程框架内克服并利用低温物理效应，系统介绍我们在低温晶体管与低温存储器方向的研究进展，包括基于能带工程实现的超低亚阈值摆幅（SS=2.3 mV/dec）的低温纳米线晶体管，以及基于低温浮体效应的高性能低温存储器C2RAM，为高能效低温集成电路的发展提供新型器件思路。