Nous discutons d'approches alternatives au développement de produits semi-conducteurs.
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Dernière fois sur les matériaux susceptibles de remplacer le silicium dans la production de transistors et d'étendre leurs capacités. Aujourd'hui, nous discutons d'approches alternatives pour le développement de produits semi-conducteurs et de la manière dont ils seront utilisés dans les centres de données.
Transistors piézoélectriques
De tels dispositifs comportent dans leur structure des composants piézoélectriques et piézorésistifs. Le premier convertit les impulsions électriques en impulsions sonores. Le second absorbe ces ondes sonores, les comprime et, en conséquence, ouvre ou ferme le transistor. Séléniure de samarium () - en fonction de la pression soit sous forme de semi-conducteur (haute résistance), soit sous forme de métal.
IBM a été l'un des premiers à introduire le concept de transistor piézoélectrique. Les ingénieurs de l'entreprise sont engagés dans des développements dans ce domaine . Leurs collègues du National Physical Laboratory du Royaume-Uni, de l’Université d’Edimbourg et d’Auburn travaillent également dans cette direction.
Un transistor piézoélectrique dissipe beaucoup moins d'énergie que les dispositifs au silicium. La technologie avant tout dans de petits gadgets dont il est difficile d'évacuer la chaleur - smartphones, appareils radio, radars.
Les transistors piézoélectriques peuvent également trouver une application dans les processeurs de serveur pour les centres de données. La technologie augmentera l'efficacité énergétique du matériel et réduira les coûts des opérateurs de centres de données sur l'infrastructure informatique.
Transistors tunnels
L’un des principaux défis des fabricants de dispositifs semi-conducteurs est de concevoir des transistors pouvant être commutés à basse tension. Les transistors tunnel peuvent résoudre ce problème. De tels appareils sont contrôlés à l'aide .
Ainsi, lorsqu’une tension externe est appliquée, le transistor commute plus rapidement car les électrons sont plus susceptibles de franchir la barrière diélectrique. En conséquence, l'appareil nécessite plusieurs fois moins de tension pour fonctionner.
Des scientifiques du MIPT et de l'Université japonaise du Tohoku développent des transistors tunnel. Ils ont utilisé du graphène double couche pour un appareil qui fonctionne 10 à 100 fois plus rapidement que ses homologues en silicium. Selon les ingénieurs, leur technologie concevoir des processeurs qui seront vingt fois plus productifs que les modèles phares modernes.
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À différentes époques, des prototypes de transistors tunnel ont été réalisés en utilisant divers matériaux - en plus du graphène, ils ont été и . Cependant, la technologie n'a pas encore quitté les murs des laboratoires et il n'est pas question de production à grande échelle d'appareils basés sur celle-ci.
Transistors de spin
Leurs travaux sont basés sur le mouvement des spins électroniques. Les spins se déplacent à l’aide d’un champ magnétique externe qui les ordonne dans une direction et forme un courant de spin. Les appareils fonctionnant avec ce courant consomment cent fois moins d'énergie que les transistors au silicium, et à un rythme d'un milliard de fois par seconde.
Le principal avantage des appareils spin leur polyvalence. Ils combinent les fonctions d'un dispositif de stockage d'informations, d'un détecteur pour les lire et d'un commutateur pour les transmettre à d'autres éléments de la puce.
On pense qu'il a été le pionnier du concept de transistor à spin ingénieurs Supriyo Datta et Biswajit Das en 1990. Depuis, de grandes entreprises informatiques se sont lancées dans le développement dans ce domaine, . Cependant, comment ingénieurs, les transistors de spin sont encore loin d’apparaître dans les produits de consommation.
Transistors métal-air
À la base, les principes de fonctionnement et la conception d'un transistor métal-air rappellent ceux des transistors . À quelques exceptions près : le drain et la source du nouveau transistor sont des électrodes métalliques. L'obturateur de l'appareil est situé en dessous d'eux et est isolé avec un film d'oxyde.
Le drain et la source sont placés à une distance de trente nanomètres l'un de l'autre, ce qui permet aux électrons de traverser librement l'espace aérien. L'échange de particules chargées se produit en raison de .
Développement de transistors métal-air une équipe de l'Université de Melbourne - RMIT. Les ingénieurs affirment que la technologie « insufflera une nouvelle vie » à la loi de Moore et permettra de construire des réseaux 3D entiers à partir de transistors. Les fabricants de puces pourront cesser de réduire sans cesse les processus technologiques et commencer à créer des architectures 3D compactes.
Selon les développeurs, la fréquence de fonctionnement du nouveau type de transistors dépassera les centaines de gigahertz. La diffusion de la technologie auprès du grand public élargira les capacités des systèmes informatiques et augmentera les performances des serveurs dans les centres de données.
L'équipe recherche désormais des investisseurs pour poursuivre ses recherches et résoudre les difficultés technologiques. Les électrodes de drain et de source fondent sous l'influence du champ électrique, ce qui réduit les performances du transistor. Ils prévoient de corriger cette lacune au cours des prochaines années. Après cela, les ingénieurs commenceront à se préparer à commercialiser le produit.
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Source: habr.com