洛桑联邦理工学院 学分:洛桑联邦理工学院 智能手机、笔记本电脑和智能手表消耗大量能源，但实际上只有大约一半的能源用于重要功能
全世界有数十亿台这样的设备在使用，大量的能源被浪费掉了
艾德里安·约内斯库教授和他在EPFL纳米电子设备实验室的团队已经启动了一系列的研究项目，寻求使晶体管更节能
“晶体管是人类创造的最丰富的人造物体，”教授说
约内斯库
“它使我们的整个计算基础设施以及我们在21世纪与便携式信息处理实时互动的方式成为可能
它构成了数字和模拟信号处理的基本构件
" 能效很重要 “今天，我们知道人脑消耗的能量相当于一个20瓦的灯泡，”约内斯库说
“尽管消耗的能量很少，但我们的大脑能够完成比计算机所能处理的复杂几个数量级的任务——分析我们感官提供的信息，并产生智能决策过程
我们的目标是为便携式设备设计与人类神经元效率相似的电子技术
" EPFL研究人员制造的晶体管提高了能效标准
它是在工程学院(STI)洁净室开发的，由两种半导体材料钨二硒化物(WSe2)和锡二硒化物(SnSe2)组成的二维层
它被称为二维/二维隧道晶体管，利用了二硫化钨/二硫化锡栅极结的能带对准
因为它的尺寸只有几纳米，所以人眼是看不见的
作为同一研究项目的一部分，纳米实验室团队还设计了一种新的混合双传输结构，有朝一日可能会进一步推动技术性能
突破极限 凭借这种晶体管，EPFL团队还打破了电子设备的一个基本限制
“想象一个晶体管就像一个开关，需要能量来开关，”约内斯库解释道
“以此类推，想象一下爬上瑞士的一座山顶，然后下降到下一个山谷需要多少能量
然后想想我们可以通过挖隧道来节省多少能源
这正是我们的二维/二维隧道晶体管所实现的:它用更少的能量完成同样的数字功能
" 直到现在，科学家和工程师们都没能打破这种二维/二维组件的基本能耗极限
但新晶体管改变了这一切，为数字开关过程中的能效设定了新标准
纳米实验室团队与苏黎世联邦理工学院的马修·路易斯耶教授领导的团队合作，通过原子模拟测试并确认了新隧道晶体管的特性
“这是我们第一次突破这个基本极限，同时在非常低的电源电压下，获得比由相同的二维半导体材料制成的标准晶体管更高的性能，”教授说
约内斯库
从可穿戴设备到边缘人工智能 这项新技术可以用来构建电子系统，其能效几乎与我们大脑中的神经元一样高
“我们的神经元在100毫伏左右工作，大约比标准电池提供的电压低10倍，”教授说
约内斯库
“我们的技术目前工作在300毫伏，比传统晶体管的效率高10倍左右
“当今世界上没有其他电子元件能达到这样的效率水平
这一期待已久的突破在两个领域有潜在的应用:可穿戴技术(如智能手表和智能服装)和边缘人工智能芯片
但是将这个实验室概念验证转化为工业产品仍然需要几年的艰苦工作
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