Ni diskutas alternativajn alirojn al la evoluo de duonkonduktaĵoj.
/ foto Unsplash
Lastfoje pri materialoj, kiuj povas anstataŭigi silicion en la produktado de transistoroj kaj vastigi siajn kapablojn. Hodiaŭ ni diskutas alternativajn alirojn al la disvolviĝo de duonkonduktaĵoj kaj kiel ili estos uzataj en datumcentroj.
Piezoelektraj transistoroj
Tiaj aparatoj havas piezoelektrajn kaj piezorezistajn komponentojn en sia strukturo. La unua konvertas elektrajn impulsojn en sonimpulsojn. La dua sorbas ĉi tiujn sonondojn, kunpremas kaj, sekve, malfermas aŭ fermas la transistoron. Samaria selenido () - depende de premo ĉu kiel duonkonduktaĵo (alta rezisto) aŭ kiel metalo.
IBM estis unu el la unuaj se temas pri enkonduki la koncepton de piezoelektra transistoro. La inĝenieroj de la firmao okupiĝas pri evoluoj en ĉi tiu areo . Iliaj kolegoj de la UK Nacia Fizika Laboratorio, la Universitato de Edinburgo kaj Auburn ankaŭ laboras en ĉi tiu direkto.
Piezoelektra transistoro disipas signife malpli da energio ol siliciaj aparatoj. Teknologio unue en malgrandaj aparatoj, el kiuj estas malfacile forigi varmegon - inteligentaj telefonoj, radioaparatoj, radaroj.
Piezoelektraj transistoroj ankaŭ povas trovi aplikon en servilprocesoroj por datencentroj. La teknologio pliigos la energian efikecon de aparataro kaj reduktos la kostojn de datumcentraj funkciigistoj pri IT-infrastrukturo.
Tunelaj transistoroj
Unu el la ĉefaj defioj por semikonduktaĵaj aparatoproduktantoj estas dizajni transistorojn kiuj povas esti ŝanĝitaj ĉe malaltaj tensioj. Tunelaj transistoroj povas solvi ĉi tiun problemon. Tiaj aparatoj estas kontrolataj uzante .
Tiel, kiam ekstera tensio estas aplikita, la transistoro ŝaltas pli rapide ĉar elektronoj pli venkas supozeble la dielektrikan barieron. Kiel rezulto, la aparato postulas plurajn fojojn malpli da tensio por funkcii.
Sciencistoj de MIPT kaj la Japana Universitato Tohoku disvolvas tuneltransistorojn. Ili uzis duoble-tavolan grafenon por aparato kiu funkcias 10–100 fojojn pli rapide ol siaj siliciaj ekvivalentoj. Laŭ inĝenieroj, ilia teknologio dezajnaj procesoroj kiuj estos dudekoble pli produktivaj ol modernaj frontmontraj modeloj.
/ foto PD
En malsamaj tempoj, prototipoj de tunelaj transistoroj estis efektivigitaj uzante diversajn materialojn - krom grafeno, ili estis и . Tamen, la teknologio ankoraŭ ne forlasis la murojn de laboratorioj, kaj oni ne parolas pri grandskala produktado de aparatoj bazitaj sur ĝi.
Spintransistoroj
Ilia laboro baziĝas sur la movado de elektronaj spinoj. La spinoj moviĝas helpe de ekstera magneta kampo, kiu ordigas ilin en unu direkto kaj formas spinfluon. Aparatoj funkciigantaj kun ĉi tiu fluo konsumas centoble malpli da energio ol siliciaj transistoroj, kaj kun rapideco de miliardo da fojoj je sekundo.
La ĉefa avantaĝo de spinaj aparatoj ilia ĉiuflankeco. Ili kombinas la funkciojn de informstoka aparato, detektilo por legi ĝin, kaj ŝaltilon por transdoni ĝin al aliaj elementoj de la blato.
Kredita esti iniciatinta la koncepton de spintransistoro inĝenieroj Supriyo Datta kaj Biswajit Das en 1990. Ekde tiam, grandaj IT-kompanioj ekhavis evoluon en ĉi tiu areo, . Tamen, kiel inĝenieroj, spintransistoroj estas ankoraŭ malproksime de aperado en konsumvaroj.
Metal-al-aeraj transistoroj
Ĉe ĝia kerno, la funkciigadprincipoj kaj dezajno de metalaera transistoro rememorigas transistorojn . Kun kelkaj esceptoj: la drenilo kaj fonto de la nova transistoro estas metalelektrodoj. La obturatoro de la aparato situas sub ili kaj estas izolita per oksida filmo.
La drenilo kaj fonto estas fiksitaj je distanco de tridek nanometroj unu de la alia, kio permesas al elektronoj pasi libere tra la aera spaco. La interŝanĝo de ŝarĝitaj partikloj okazas pro .
Evoluo de metal-aeraj transistoroj teamo de la Universitato de Melburno - RMIT. Inĝenieroj diras, ke la teknologio "enspiros novan vivon" en la leĝon de Moore kaj ebligos konstrui tutajn 3D-retojn el transistoroj. Fabrikistoj de blatoj povos ĉesi senfine redukti teknologiajn procezojn kaj komenci krei kompaktajn 3D-arkitekturojn.
Laŭ la programistoj, la operacia frekvenco de la nova speco de transistoroj superos centojn da gigahercoj. La liberigo de teknologio al la amasoj vastigos la kapablojn de komputilaj sistemoj kaj pliigos la rendimenton de serviloj en datumcentroj.
La teamo nun serĉas investantojn por daŭrigi sian esploradon kaj solvi teknologiajn malfacilaĵojn. La drenaj kaj fontaj elektrodoj fandiĝas sub la influo de la elektra kampo - ĉi tio reduktas la rendimenton de la transistoro. Ili planas korekti la mankon en la venontaj du jaroj. Post ĉi tio, inĝenieroj komencos prepariĝi por alporti la produkton al merkato.
Pri kio alia ni skribas en nia kompania blogo:
fonto: www.habr.com