Keskustelemme vaihtoehtoisista lähestymistavoista puolijohdetuotteiden kehittämiseen.
/ valokuva Unsplash
Viime kerta materiaaleista, jotka voivat korvata piin transistorien valmistuksessa ja laajentaa niiden ominaisuuksia. Tänään keskustelemme vaihtoehtoisista lähestymistavoista puolijohdetuotteiden kehittämiseen ja siitä, miten niitä tullaan käyttämään datakeskuksissa.
Pietsosähköiset transistorit
Tällaisten laitteiden rakenteessa on pietsosähköisiä ja pietsoresistiivisiä komponentteja. Ensimmäinen muuntaa sähköimpulsseja ääniimpulsseiksi. Toinen absorboi nämä ääniaallot, puristaa ja vastaavasti avaa tai sulkee transistorin. Samarium selenidi () - paineesta riippuen joko puolijohteena (suuri vastus) tai metallina.
IBM oli yksi ensimmäisistä, joka esitteli pietsosähköisen transistorin käsitteen. Yhtiön insinöörit ovat mukana kehittämässä tätä aluetta . Heidän kollegansa Yhdistyneen kuningaskunnan National Physical Laboratorysta, Edinburghin yliopistosta ja Auburnista työskentelevät myös tähän suuntaan.
Pietsosähköinen transistori haihduttaa huomattavasti vähemmän energiaa kuin piilaitteet. Tekniikka ensin pienissä laitteissa, joista lämpöä on vaikea poistaa - älypuhelimet, radiolaitteet, tutkat.
Pietsosähköisiä transistoreita voidaan käyttää myös datakeskusten palvelinprosessoreissa. Teknologia lisää laitteistojen energiatehokkuutta ja alentaa konesalien operaattoreiden kustannuksia IT-infrastruktuurissa.
Tunnelitransistorit
Yksi puolijohdevalmistajien suurimmista haasteista on suunnitella transistoreja, jotka voidaan kytkeä matalilla jännitteillä. Tunnelitransistorit voivat ratkaista tämän ongelman. Tällaisia laitteita ohjataan käyttämällä .
Siten, kun ulkoista jännitettä käytetään, transistori kytkeytyy nopeammin, koska elektronit ylittävät todennäköisemmin dielektrisen esteen. Tämän seurauksena laite tarvitsee useita kertoja vähemmän jännitettä toimiakseen.
MIPT:n ja japanilaisen Tohoku-yliopiston tutkijat kehittävät tunnelitransistoreja. He käyttivät kaksikerroksista grafeenia laite, joka toimii 10–100 kertaa nopeammin kuin sen piin vastineet. Insinöörien mukaan heidän tekniikkansa Suunnittele prosessorit, jotka ovat kaksikymmentä kertaa tuottavampia kuin nykyaikaiset lippulaivamallit.
/ valokuva PD
Tunnelitransistorien prototyyppejä toteutettiin eri aikoina erilaisilla materiaaleilla - grafeenin lisäksi niitä и . Tekniikka ei kuitenkaan ole vielä poistunut laboratorioiden seinistä, eikä siihen perustuvien laitteiden laajamittaisesta tuotannosta puhuta.
Pyörivät transistorit
Heidän työnsä perustuu elektronien spinien liikkeisiin. Spinit liikkuvat ulkoisen magneettikentän avulla, joka järjestää ne yhteen suuntaan ja muodostaa spinvirran. Tällä virralla toimivat laitteet kuluttavat sata kertaa vähemmän energiaa kuin piitransistorit ja nopeudella miljardi kertaa sekunnissa.
Spin-laitteiden tärkein etu niiden monipuolisuus. Niissä yhdistyvät tiedontallennuslaitteen, sen lukemiseen tarkoitetun ilmaisimen ja sirun muille osille välittävän kytkimen toiminnot.
Uskotaan olleen spin-transistorin käsitteen pioneeri insinöörit Supriyo Datta ja Biswajit Das vuonna 1990. Siitä lähtien suuret IT-yritykset ovat ryhtyneet kehittämään tätä aluetta, . Kuitenkin miten insinöörien mukaan spin-transistorit ovat vielä kaukana kulutustuotteissa esiintymisestä.
Metalli-ilma-transistorit
Pohjimmiltaan metalli-ilma-transistorin toimintaperiaatteet ja muotoilu muistuttavat transistoreita . Joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta: uuden transistorin nielu ja lähde ovat metallielektrodeja. Laitteen suljin sijaitsee niiden alla ja on eristetty oksidikalvolla.
Viemäri ja lähde on asetettu kolmenkymmenen nanometrin etäisyydelle toisistaan, jolloin elektronit voivat kulkea vapaasti ilmatilan läpi. Varautuneiden hiukkasten vaihto tapahtuu johtuen .
Metalli-ilma-transistorien kehittäminen tiimi Melbournen yliopistosta - RMIT. Insinöörit sanovat, että tekniikka "hengittää uutta elämää" Mooren lakiin ja mahdollistaa kokonaisten 3D-verkkojen rakentamisen transistoreista. Siruvalmistajat voivat lopettaa teknisten prosessien loputtoman vähentämisen ja aloittaa kompaktien 3D-arkkitehtuurien luomisen.
Kehittäjien mukaan uudentyyppisten transistorien toimintataajuus ylittää satoja gigahertsejä. Teknologian levittäminen massoihin laajentaa laskentajärjestelmien kapasiteettia ja lisää palvelinkeskusten suorituskykyä.
Tiimi etsii nyt sijoittajia jatkamaan tutkimustaan ja ratkaisemaan teknologisia ongelmia. Viemäri- ja lähdeelektrodit sulavat sähkökentän vaikutuksesta - tämä heikentää transistorin suorituskykyä. He suunnittelevat korjaavansa puutteen seuraavan parin vuoden aikana. Tämän jälkeen insinöörit alkavat valmistautua tuomaan tuotetta markkinoille.
Mistä muusta kirjoitamme yritysblogissamme:
Lähde: will.com