Arutame alternatiivseid lähenemisviise pooljuhttoodete arendamiseks.
/ foto Unsplash
Viimane kord materjalidest, mis võivad transistoride tootmisel räni asendada ja nende võimalusi laiendada. Täna arutame alternatiivseid lähenemisviise pooljuhttoodete arendamiseks ja nende kasutamist andmekeskustes.
Piesoelektrilised transistorid
Selliste seadmete struktuuris on piesoelektrilised ja piezoresistiivsed komponendid. Esimene muudab elektrilised impulsid heliimpulssideks. Teine neelab need helilained, surub kokku ja vastavalt sellele avab või sulgeb transistori. Samarium seleniid () - sõltuvalt rõhust kas pooljuhina (suur takistus) või metallina.
IBM oli üks esimesi, kes võttis kasutusele piesoelektrilise transistori kontseptsiooni. Ettevõtte insenerid tegelevad selle valdkonna arendustega . Selles suunas töötavad ka nende kolleegid Ühendkuningriigi riiklikust füüsikalaborist, Edinburghi ülikoolist ja Auburnist.
Piesoelektriline transistor hajutab oluliselt vähem energiat kui räniseadmed. Tehnoloogia kõigepealt väikestes vidinates, millest on raske soojust eemaldada - nutitelefonid, raadioseadmed, radarid.
Piesoelektrilised transistorid leiavad rakendust ka andmekeskuste serveriprotsessorites. Tehnoloogia suurendab riistvara energiatõhusust ja vähendab andmekeskuste operaatorite kulusid IT-taristusel.
Tunneltransistorid
Pooljuhtseadmete tootjate üks peamisi väljakutseid on madalal pingel lülitatavate transistoride projekteerimine. Tunneltransistorid võivad selle probleemi lahendada. Selliseid seadmeid juhitakse kasutades .
Seega, kui rakendatakse välist pinget, lülitub transistor kiiremini, kuna elektronid saavad tõenäolisemalt dielektrilise barjääri üle. Selle tulemusena vajab seade töötamiseks mitu korda vähem pinget.
MIPT ja Jaapani Tohoku ülikooli teadlased arendavad tunneltransistore. Nad kasutasid kahekihilist grafeeni seade, mis töötab 10–100 korda kiiremini kui tema räni kolleegid. Inseneride sõnul on nende tehnoloogia kujundada protsessorid, mis on kakskümmend korda tootlikumad kui tänapäevased lipulaevad.
/ foto PD
Erinevatel aegadel realiseeriti tunneltransistoride prototüüpe, kasutades erinevaid materjale – lisaks grafeenile и . Tehnika pole aga veel laborite seinte vahelt lahkunud ning selle baasil seadmete suuremahulisest tootmisest pole juttugi.
Pöörlevad transistorid
Nende töö põhineb elektronide spinnide liikumisel. Spinnid liiguvad välise magnetvälja abil, mis järjestab need ühes suunas ja moodustab spinnivoolu. Sellise vooluga töötavad seadmed tarbivad sada korda vähem energiat kui ränitransistorid ja kiirusega miljard korda sekundis.
Pöörlemisseadmete peamine eelis nende mitmekülgsus. Need ühendavad infosalvestusseadme, selle lugemise detektori ja lüliti funktsioonid selle edastamiseks teistele kiibi elementidele.
Arvatakse, et ta on olnud spin-transistori kontseptsiooni teerajaja insenerid Supriyo Datta ja Biswajit Das 1990. aastal. Sellest ajast alates on suured IT-ettevõtted selles valdkonnas arendustööd teinud, . Siiski, kuidas inseneride sõnul on spin-transistorid tarbekaupades ilmumisest veel väga kaugel.
Metall-õhk transistorid
Oma olemuselt meenutavad metall-õhk transistori tööpõhimõtted ja disain transistore . Mõne erandiga: uue transistori äravool ja allikas on metallelektroodid. Seadme katik asub nende all ja on isoleeritud oksiidkilega.
Äravool ja allikas on seatud üksteisest kolmekümne nanomeetri kaugusele, mis võimaldab elektronidel vabalt õhuruumi läbida. Laetud osakeste vahetus toimub tänu .
Metall-õhk transistoride väljatöötamine meeskond Melbourne'i ülikoolist - RMIT. Insenerid ütlevad, et tehnoloogia "hingab uut elu" Moore'i seadusesse ja võimaldab ehitada transistoridest terveid 3D-võrke. Kiibitootjad saavad lõpetada tehnoloogiliste protsesside lõputu vähendamise ja hakata looma kompaktseid 3D-arhitektuure.
Uut tüüpi transistoride töösagedus ületab arendajate hinnangul sadu gigahertse. Tehnoloogia massidesse jõudmine laiendab arvutussüsteemide võimalusi ja suurendab andmekeskustes asuvate serverite jõudlust.
Meeskond otsib nüüd investoreid oma uurimistöö jätkamiseks ja tehnoloogiliste raskuste lahendamiseks. Drenaaži- ja lähteelektroodid sulavad elektrivälja mõjul - see vähendab transistori jõudlust. Nad kavatsevad puuduse kõrvaldada järgmise paari aasta jooksul. Pärast seda hakkavad insenerid valmistuma toote turule toomiseks.
Millest veel oma ettevõtte ajaveebis kirjutame:
Allikas: www.habr.com