電子組件進(jìn)入納米等級(jí)后，在材料方面也開(kāi)始遭遇到一些瓶頸，因?yàn)樵瓉?lái)使用的材料性能已不能滿(mǎn)足要求。最簡(jiǎn)單的一個(gè)例子，是所謂的閘極介電層材料；這層材料的基本要求是要能絕緣，不讓電流通過(guò)。使用的是由硅基材氧化而成的二氧化硅，在一般狀況下這是一個(gè)非常好的絕緣材料。

但因組件的微縮，使得這層材料需要越做越薄。在納米尺度時(shí)，如果繼續(xù)使用這個(gè)材料，這層薄膜只能有約 1 納米的厚度，也就是 3 ~ 4 層分子的厚度。但是在這種厚度下，任何絕緣材料都會(huì)因?yàn)?a target="_blank" >量子穿隧效應(yīng)而導(dǎo)通電流，造成組件漏電，以致失去應(yīng)有的功能，因此只能改用其它新材料。但二氧化硅已經(jīng)沿用了三十多年，幾乎是集各種優(yōu)點(diǎn)于一身，這也是使硅能夠在所有的半導(dǎo)體中脫穎而出的關(guān)鍵，要找到比它功能更好的材料與更合適的制作方式，實(shí)在難如登天。

而且，材料是組件或 IC 的基礎(chǔ)，一旦改變，所有相關(guān)的設(shè)備與后續(xù)的流程都要跟著改變，真的是牽一發(fā)而動(dòng)全身，所以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還在堅(jiān)持，不到最后一刻絕對(duì)不去改變它。這也是為什么 CPU 會(huì)越來(lái)越燙，消耗的電力越來(lái)越多的原因。因?yàn)镃PU 中，晶體管數(shù)量甚多，運(yùn)作又快速，而每一個(gè)晶體管都會(huì)「漏電」所造成。這種情形對(duì)桌上型計(jì)算機(jī)可能影響不大，但在可攜式的產(chǎn)品如筆記型計(jì)算機(jī)或手機(jī)，就會(huì)出現(xiàn)待機(jī)或可用時(shí)間無(wú)法很長(zhǎng)的缺點(diǎn)。

也因?yàn)檫@樣，許多學(xué)者相繼提出各種新穎的結(jié)構(gòu)或材料，例如利用自組裝技術(shù)制作納米碳管晶體管，想利用納米碳管的優(yōu)異特性改善其功能或把組件做得更小。但整個(gè)產(chǎn)業(yè)要做這么大的更動(dòng)，在實(shí)務(wù)上是不可行的，頂多只能在特殊的應(yīng)用上，如特殊感測(cè)組件，找到新的出路。