晶体管是一种半导体器件，拥有检波、整流、开关、稳压等多种功能，是电子器件的基本元件，在电子信息产业中不可或缺。分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元，由一个原子构成的分子即为单分子。单分子晶体管，是目前已知的最小晶体管，有望成为微型芯片、微小型器件的核心部件。
20世纪中期，晶体管诞生，之后随着技术不断进步、信息处理要求不断提高，集成电路中晶体管的密度不断增加，同时晶体管自身的体积不断缩小、性能不断提升。现阶段，晶体管尺寸已经达到纳米级别，2016年，劳伦斯伯克利国家实验室团队将最精尖的晶体管制程缩减到了1nm。根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年单分子晶体管行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，纳米级晶体管技术开发已经达到极限，在摩尔定律下，理论上最小尺寸的晶体管为单分子晶体管，单分子晶体管技术与应用研究因此受到关注。
量子计算是新型计算模式，具有处理速度更高、能耗更低的优势，可以为计算机的处理能力带来质的飞跃，有望替代传统计算技术，受到我国以及全球其他多个国家的大力支持，产业正在迅速发展。晶体管的尺寸达到亚纳米级别，其量子效应会越来越明显，因此单分子晶体管研究与应用对量子计算行业发展具有重要意义。
信息时代下，全球数据产生量爆发式增长，现阶段，数据存储以高纯硅为主要介质，以数据中心为主要存储地。全球高纯硅储量有限，未来将无法满足存储需求；数据中心投资成本高，运行时需消耗大量能源，且数据存储时间有限。DNA存储具有容量大、保存时间长、易于获取、能耗低的优点，拥有巨大发展潜力，但其信息检索速度慢，必须依靠半导体先进制程的发展、缩小晶体管等微纳器件的物理尺寸来提升，单分子晶体管在DNA存储领域也具有重要作用。
我国在单分子晶体管领域的研究成果正在不断增多。2019年2月，厦门大学团队与其他大学合作，在国际上首次发现了单分子电化学晶体管中电子的量子干涉效应，在此基础上制备出基于量子效应的高性能单分子电化学晶体管。2019年3月，北京大学团队利用有机半导体小分子构建了性能可靠的2-3纳米单分子场效应晶体管。2021年4月，中国科学院物理研究所团队成功构建了尺寸小于1纳米，由单个分子构成的晶体管器件并实现了功能调控。
新思界
行业分析人士表示，我国“十四五”国家重点研发计划“生物与信息融合（BT与IT融合）”重点专项中提出，针对DNA数据存储所需的高速“读出”的需求，进行超高通量单分子晶体管测序技术研发。未来我国单分子晶体管技术与应用研究将继续深入，为其产业化发展奠定了坚实基础。
