晶體管的制程大小一直是計算技術(shù)進步的硬指標。晶體管越小，同樣體積的芯片上就能集成更多，這樣一來處理器的性能和功耗都能會獲得巨大進步。多年以來，技術(shù)的發(fā)展都在遵循摩爾定律，即當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個月翻一倍以上。眼下，我們使用的主流芯片制程為14nm，而明年，整個業(yè)界就將開始向10nm制程發(fā)展。

不過放眼未來，摩爾定律開始有些失靈了，因為從芯片的制造來看，7nm就是物理極限。一旦晶體管大小低于這一數(shù)字，它們在物理形態(tài)上就會非常集中，以至于產(chǎn)生量子隧穿效應(yīng)，為芯片制造帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，業(yè)界普遍認為，想解決這一問題就必須突破現(xiàn)有的邏輯門電路設(shè)計，讓電子能持續(xù)在各個邏輯門之間穿梭。

此前，英特爾等芯片巨頭表示它們將尋找能替代硅的新原料來制作7nm晶體管，現(xiàn)在勞倫斯伯克利國家實驗室走在了前面，它們的1nm晶體管由納米碳管和二硫化鉬(MoS2)制作而成。MoS2將擔(dān)起原本半導(dǎo)體的職責(zé)，而納米碳管則負責(zé)控制邏輯門中電子的流向。不過這一研究還停留在初級階段，畢竟在14nm的制程下，一個模具上就有超過10億個晶體管，而要將晶體管縮小到1nm，大規(guī)模量產(chǎn)的困難有些過于巨大。不過，這一研究依然具有非常重要的指導(dǎo)意義，新材料的發(fā)現(xiàn)未來將大大提升電腦的計算能力。