Wy prate oer alternativen foar silisium.
/ foto Unsplash
Moore's Law, Dennard's Law en Coomey's Rule ferlieze relevânsje. Ien reden is dat silisiumtransistors har technologyske limyt benaderje. Wy besprutsen dit ûnderwerp yn detail . Hjoed prate wy oer materialen dy't yn 'e takomst silisium ferfange kinne en de jildichheid fan' e trije wetten útwreidzje, wat betsjut dat de effisjinsje fan processors en de komputersystemen dy't se brûke (ynklusyf servers yn datasintra) ferheegje.
Koalstof nanotubes
Koalstof nanotubes binne silinders wêrfan de muorren besteane út in monatomyske laach fan koalstof. De straal fan koalstofatomen is lytser as dy fan silisium, dus nanotube-basearre transistors hawwe hegere elektroanenmobiliteit en aktuele tichtens. As gefolch, de operaasje snelheid fan de transistor nimt ta en syn macht konsumpsje nimt ôf. Troch yngenieurs fan 'e Universiteit fan Wisconsin-Madison, fergruttet de produktiviteit fiif kear.
It feit dat koalstof nanotubes bettere eigenskippen hawwe as silisium is al lang bekend - de earste sokke transistors ferskynden . Mar pas koartlyn hawwe wittenskippers slagge om in oantal technologyske beheiningen te oerwinnen om in genôch effektyf apparaat te meitsjen. Trije jier lyn presintearren natuerkundigen fan 'e al neamde Universiteit fan Wisconsin in prototype fan in transistor op nanotube, dy't moderne silisiumapparaten better prestearre.
Ien tapassing fan apparaten basearre op koalstof nanotubes is fleksibele elektroanika. Mar oant no ta is de technology net bûten it laboratoarium gien en is der gjin sprake fan har massale ymplemintaasje.
Graphene nanoribbons
It binne smelle strips ferskate tsientallen nanometer breed en ien fan 'e wichtichste materialen foar it meitsjen fan transistors fan' e takomst. De wichtichste eigenskip fan graphene tape is de mooglikheid om te versnellen de streaming troch it mei help fan in magnetysk fjild. Tagelyk, grafene grutter elektryske konduktiviteit as silisium.
By , processors basearre op grafene transistors sille by steat wêze om te operearje op frekwinsjes tichtby terahertz. Wylst de bestjoeringsfrekwinsje fan moderne chips is ynsteld op 4-5 gigahertz.
De earste prototypen fan grafene transistors . Sûnt dy tiid yngenieurs prosessen fan "assemble" apparaten basearre op harren. Hiel koartlyn waarden de earste resultaten krigen - in team fan ûntwikkelders fan 'e Universiteit fan Cambridge yn maart oer lansearring yn produksje . Yngenieurs sizze dat it nije apparaat de wurking fan elektroanyske apparaten tsienfold kin fersnelle.
Hafnium dioxide en selenide
Hafnium dioxide wurdt ek brûkt yn de produksje fan mikrocircuits . It wurdt brûkt om in isolearjende laach te meitsjen op in transistorpoarte. Mar hjoed stelle yngenieurs foar om it te brûken om de wurking fan silisiumtransistors te optimalisearjen.
/ foto PD
Begjin ferline jier, wittenskippers út Stanford , dat as de kristalstruktuer fan hafniumdioxide op in spesjale manier reorganisearre wurdt, dan (ferantwurdlik foar it fermogen fan it medium om in elektrysk fjild troch te jaan) sil mear as fjouwer kear tanimme. As jo sa'n materiaal brûke by it meitsjen fan transistorpoarten, kinne jo de ynfloed signifikant ferminderje .
Ek Amerikaanske wittenskippers ferminderje de grutte fan moderne transistors mei help fan hafnium en zirconium selenides. Se kinne brûkt wurde as in effektive isolator foar transistors ynstee fan silisium okside. Seleniden hawwe in signifikant lytsere dikte (trije atomen), wylst se in goede bandgap behâlde. Dit is in yndikator dy't bepaalt it enerzjyferbrûk fan 'e transistor. Yngenieurs hawwe al ferskate wurkjende prototypen fan apparaten basearre op hafnium en zirconium selenides.
No moatte yngenieurs it probleem fan it ferbinen fan sokke transistors oplosse - om passende lytse kontakten foar har te ûntwikkeljen. Pas nei dit sil it mooglik wêze om te praten oer massa produksje.
Molybdenum disulfide
Molybdenum sulfide sels is in nochal earme semiconductor, dat is inferior yn eigenskippen oan silisium. Mar in groep natuerkundigen fan 'e Universiteit fan Notre Dame ûntduts dat tinne molybdenumfilms (ien atoom dik) unike eigenskippen hawwe - transistors dy't basearre binne op har passe gjin stroom troch as se útskeakele binne en hawwe in bytsje enerzjy nedich om te wikseljen. Hjirmei kinne se operearje by lege spanningen.
Molybdenum transistor prototype yn it laboratoarium. Lawrence Berkeley yn 2016. It apparaat is mar ien nanometer breed. Yngenieurs sizze dat sokke transistors sille helpe om Moore's Law te ferlingjen.
Ek molybdeen disulfide transistor ferline jier yngenieurs fan in Súd-Koreaanske universiteit. De technology wurdt ferwachte dat se tapassing fine yn kontrôlesirkels fan OLED-displays. Lykwols, der is noch gjin sprake oer massa produksje fan sokke transistors.
Nettsjinsteande dit, ûndersikers út Stanford dat moderne ynfrastruktuer foar de produksje fan transistors kin wurde ferboud om te wurkjen mei "molybdenum" apparaten op minimale kosten. Oft it mooglik is om soksoarte projekten út te fieren, is yn de takomst ôfwachtsjen.
Wat wy skriuwe oer yn ús Telegram-kanaal:
Boarne: www.habr.com