新型柔性微处理器：由超薄二维材料二硫化钼制成！

存储器的信号，前两个是指令，后一个是数据。A和B是ALU的输入信号，OUT是输出信号。TCLK=500 ms。

　　（b） 一些列计算的结果。为了运行更长的程序，在外部又实现了一个4比特的PC。曲线的含义和a中相同，除了这里A0代表4比特的地址信号（A0-A3）。另外，这个设备可以提供预期的数值，如同顶部的数字所示。

　　创新价值

　　目前为止，MoS2微处理器是由二维材料制成的最先进的电路之一。当然，John之前也介绍过《半导体领域革命性突破：史上最小的1纳米晶体管诞生》，这个晶体管中也使用了二硫化钼材料。

　　运行简单程序的测试表明，该微处理器具有优秀的信号质量，和较低的功耗，并且获取正确的运算结果。

　　这种超薄的MoS2 晶体管尺寸很小，而且具有柔性，有利于制造成柔性电子设备，例如可穿戴设备和智能硬件等等，广泛应用于物联网领域。

　　对此，Thomas Mueller 博士认为：

　　"总体来说，成为一种柔材料将会带来新型应用。其中一个可能是将这些处理器电路和由MoS2 制成的光线发射器相结合，从而制造出柔性显示设备和电子纸张，或者将它们集成进智能传感器的逻辑电路中。"

　　面临挑战

　　现代的微处理器，一般由硅制成，它们在单颗芯片上具有几百万个晶体管，所以说这种由MoS2 制成的只有115个晶体管的设备，显得十分简单。但是，Mueller 博士研究小组中的博士研究生 Stefan Wachter 认为：

　　"尽管，这和目前基于硅的工业标准相比来说，显得很逊色。但是它成为这个领域研究中的一项重要突破。现在我们已经有了概念验证，原则上，没有理由看不到未来的进展。"

　　这个芯片只是展示了这项新技术的早期成果，我们可以相信未来它会具有更大的成果。对于团队下一步的计划，Mueller 解释说：

　　"我们的目标是实现更大的电路，可以利用有用的操作完成更多的任务。我们想要在更小尺寸的单个芯片上，完成完整的八比特设计，或者更多的比特。"

　　但是由于设计和制造，这个目标将面临挑战，所以Stefan Wachter 说：

　　"增加更多的比特，当然会使得每件事都会变得更加复杂。例如，增加仅仅一个比特，就会将电路的复杂性增加两倍。"

　　未来展望

　　二维材料例如二硫化钼，虽然有望成为硅的替代品。但是，对于制造更加复杂的电路来说，这些电路需要几千甚至几百万个晶体管，暂时还无法依靠这项新技术。

　　毕竟，生产二维材料以及进一步处理二维材料的工艺，目前仍然处于初级阶段。所以，目前它只是一种对于硅半导体技术的补充性技术。

　　对此，Mueller博士解释道：

　　"我们的电路或多或少是在实验室中用手工做成的，这样复杂的设计显然超出了我们的能力范围。每个晶体管必须按照计划运行，以使得处理器能够作为一个整体来工作。"

　　另外，未来提高多级设计工艺，将是开发 MoS2 微处理器的高产量生产方案的重要一步。因为在所有因素中，传输大区域、双层MoS2到晶圆上，会带来很高的失败率。所以，维也纳技术大学的Dmitry Polyushkin 认为：

　　"我们的方案在于将工艺提高到一个点，我们可以通过几万个晶体管，可靠地生产芯片。例如，直接在芯片上生长，这将会避免转移过程。这样可以带来更高的产量，让我们可以生产更加复杂的电路。"

　　研究人员认为，未来几年，这项技术将会有各种各样新的工业应用，柔性电子便是一个例子，例如医疗传感器和柔性显示器。因为，二维材料相比于传统的硅材料，具有更强的机械柔性。