Ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu đang chứng kiến một bước ngoặt lớn khi Trung Quốc đạt được tiến bộ đáng kinh ngạc trong việc phát triển bóng bán dẫn thế hệ mới. Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Bắc Kinh đã công bố một công nghệ bán dẫn đột phá, mở ra kỷ nguyên hậu silicon với hiệu suất vượt trội và mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn đáng kể. Đây có thể là bước tiến giúp Trung Quốc giành lợi thế trong cuộc đua công nghệ toàn cầu.

Bóng bán dẫn GAAFET hai chiều – Cách mạng công nghệ mới

Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Peng Hailin và Qiu Chenguang dẫn dắt đã phát triển thành công bóng bán dẫn GAAFET hai chiều (2D), được coi là loại bóng bán dẫn nhanh nhất thế giới hiện nay. Công trình của họ đã được công bố trên tạp chí Nature, và nhiều chuyên gia đánh giá đây là một bước đột phá to lớn trong ngành bán dẫn.

Điểm đặc biệt của công nghệ này là việc chế tạo một cấu trúc GAA 2D đơn tinh thể xếp chồng nhiều lớp trên quy mô wafer, giúp bóng bán dẫn có hiệu suất cao và tiêu thụ điện năng thấp hơn so với các loại bán dẫn truyền thống. Giáo sư Peng so sánh việc phát triển bóng bán dẫn dựa trên vật liệu 2D với việc "chuyển làn đường", trong khi những cải tiến dựa trên vật liệu silicon hiện có chỉ là "đường tắt".

Trung Quốc định hình lại cuộc đua công nghệ bán dẫn

Bóng bán dẫn GAAFET của nhóm nghiên cứu đã được thử nghiệm với các sản phẩm của Intel, TSMC và Samsung, cho thấy hiệu suất vượt trội trong các điều kiện hoạt động tương tự. Công nghệ GAAFET (Gate-All-Around Field-Effect Transistors) là bước tiến tiếp theo trong ngành bán dẫn, kế thừa và cải thiện so với MOSFET và FINFET nhờ khả năng kiểm soát dòng điện hiệu quả hơn, giảm rò rỉ điện năng và tối ưu hóa hiệu suất xử lý.

Điều đáng chú ý là nhóm nghiên cứu không chỉ dựa vào silicon mà đã sử dụng một vật liệu hoàn toàn mới – bismuth oxyselenide (Bi₂O₂Se). Đây là vật liệu bán dẫn 2D có tính linh hoạt cao, giúp nâng cao hiệu suất của bóng bán dẫn so với silicon khi thu nhỏ kích thước. Bước chuyển đổi từ silicon sang bismuth không chỉ là một cải tiến công nghệ mà còn giúp Trung Quốc giảm sự phụ thuộc vào các nguồn cung silicon từ nước ngoài.

Vũ khí giúp Trung Quốc vượt mặt cuộc chơi bán dẫn

Trong bối cảnh chiến tranh thương mại Mỹ - Trung vẫn đang diễn ra, ngành công nghệ Trung Quốc chịu nhiều áp lực từ các lệnh trừng phạt của Mỹ. Tuy nhiên, thay vì bị kìm hãm, Trung Quốc lại đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển công nghệ nội địa để giảm sự phụ thuộc vào phương Tây.

Nghiên cứu từ Đại học Bắc Kinh là một minh chứng rõ ràng cho chiến lược này. Nếu công nghệ bóng bán dẫn GAAFET 2D tiếp tục phát triển và được thương mại hóa thành công, Trung Quốc có thể tạo ra một bước ngoặt lớn trong ngành công nghiệp chip, thậm chí định hình lại tương lai của ngành bán dẫn toàn cầu.

Mặc dù vẫn cần thêm nghiên cứu để hoàn thiện, nhưng sự đổi mới này đã chứng minh tiềm năng và tham vọng của Trung Quốc trong việc dẫn đầu ngành công nghệ bán dẫn. Khi Mỹ tiếp tục siết chặt các biện pháp kiểm soát, ngành công nghiệp Trung Quốc lại càng đẩy nhanh tốc độ phát triển, với mục tiêu không chỉ bắt kịp mà còn vượt qua các đối thủ phương Tây.

Sự phát triển của bóng bán dẫn GAAFET 2D tại Trung Quốc không chỉ là một bước tiến công nghệ mà còn là dấu hiệu cho thấy sự trỗi dậy mạnh mẽ của nền công nghiệp bán dẫn nước này. Nếu công nghệ này được triển khai rộng rãi, nó có thể thay đổi cuộc chơi trong ngành bán dẫn và định hình lại cục diện cạnh tranh toàn cầu. Với những tiến bộ không ngừng, Trung Quốc đang từng bước khẳng định vị thế của mình trên bản đồ công nghệ thế giới.