Discutimos enfoques alternativos para el desarrollo de productos semiconductores.
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La ultima vez sobre materiales que pueden sustituir al silicio en la producción de transistores y ampliar sus capacidades. Hoy estamos discutiendo enfoques alternativos para el desarrollo de productos semiconductores y cómo se utilizarán en los centros de datos.
Transistores piezoeléctricos
Dichos dispositivos tienen componentes piezoeléctricos y piezoresistivos en su estructura. El primero convierte los impulsos eléctricos en impulsos sonoros. El segundo absorbe estas ondas sonoras, las comprime y, en consecuencia, abre o cierra el transistor. Seleniuro de samario () - dependiendo de la presión ya sea como semiconductor (alta resistencia) o como metal.
IBM fue uno de los primeros en introducir el concepto de transistor piezoeléctrico. Los ingenieros de la empresa se dedican al desarrollo en este ámbito. . Sus colegas del Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido, la Universidad de Edimburgo y Auburn también están trabajando en esta dirección.
Un transistor piezoeléctrico disipa mucha menos energía que los dispositivos de silicio. La tecnología primero en pequeños dispositivos de los que es difícil eliminar el calor: teléfonos inteligentes, dispositivos de radio, radares.
Los transistores piezoeléctricos también pueden encontrar aplicación en procesadores de servidores para centros de datos. La tecnología aumentará la eficiencia energética del hardware y reducirá los costos de los operadores de centros de datos en infraestructura de TI.
Transistores de túnel
Uno de los principales desafíos para los fabricantes de dispositivos semiconductores es diseñar transistores que puedan conmutarse a bajos voltajes. Los transistores de túnel pueden resolver este problema. Estos dispositivos se controlan mediante .
Por lo tanto, cuando se aplica un voltaje externo, el transistor conmuta más rápido porque es más probable que los electrones superen la barrera dieléctrica. Como resultado, el dispositivo requiere varias veces menos voltaje para funcionar.
Científicos del MIPT y de la Universidad Tohoku de Japón están desarrollando transistores de túnel. Usaron grafeno de doble capa para un dispositivo que funciona entre 10 y 100 veces más rápido que sus homólogos de silicio. Según los ingenieros, su tecnología. Procesadores de diseño que serán veinte veces más productivos que los modelos emblemáticos modernos.
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En diferentes momentos, se implementaron prototipos de transistores de túnel utilizando diversos materiales; además del grafeno, fueron и . Sin embargo, la tecnología aún no ha salido de las paredes de los laboratorios y no se habla de una producción a gran escala de dispositivos basados en ella.
transistores de espín
Su trabajo se basa en el movimiento de los espines de los electrones. Los espines se mueven con la ayuda de un campo magnético externo, que los ordena en una dirección y forma una corriente de espín. Los dispositivos que funcionan con esta corriente consumen cien veces menos energía que los transistores de silicio y a un ritmo de mil millones de veces por segundo.
La principal ventaja de los dispositivos giratorios. su versatilidad. Combinan las funciones de un dispositivo de almacenamiento de información, un detector para leerla y un interruptor para transmitirla a otros elementos del chip.
Se cree que fue pionero en el concepto de transistor de espín. ingenieros Supriyo Datta y Biswajit Das en 1990. Desde entonces, grandes empresas de TI han asumido el desarrollo en esta área, . Sin embargo, ¿cómo Según los ingenieros, los transistores de espín todavía están muy lejos de aparecer en los productos de consumo.
Transistores metal-aire
En esencia, los principios operativos y el diseño de un transistor de metal-aire recuerdan a los transistores. . Con algunas excepciones: el drenaje y la fuente del nuevo transistor son electrodos metálicos. Debajo de ellos se encuentra la persiana del dispositivo y está aislada con una película de óxido.
El drenaje y la fuente se colocan a una distancia de treinta nanómetros entre sí, lo que permite que los electrones pasen libremente a través del espacio aéreo. El intercambio de partículas cargadas se produce debido a .
Desarrollo de transistores metal-aire. un equipo de la Universidad de Melbourne - RMIT. Los ingenieros dicen que la tecnología "insuflará nueva vida" a la ley de Moore y permitirá construir redes 3D completas a partir de transistores. Los fabricantes de chips podrán dejar de reducir interminablemente los procesos tecnológicos y empezar a crear arquitecturas 3D compactas.
Según los desarrolladores, la frecuencia de funcionamiento del nuevo tipo de transistores superará los cientos de gigahercios. El lanzamiento de tecnología a las masas ampliará las capacidades de los sistemas informáticos y aumentará el rendimiento de los servidores en los centros de datos.
El equipo ahora busca inversores para continuar su investigación y resolver las dificultades tecnológicas. Los electrodos de drenaje y fuente se funden bajo la influencia de un campo eléctrico, lo que reduce el rendimiento del transistor. Planean corregir la deficiencia en los próximos años. Después de esto, los ingenieros comenzarán a prepararse para llevar el producto al mercado.
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Fuente: habr.com