Discutimos enfoques alternativos para o desenvolvemento de produtos semicondutores.
/ foto Unsplash
Derradeira vez sobre materiais que poden substituír o silicio na produción de transistores e ampliar as súas capacidades. Hoxe discutimos enfoques alternativos para o desenvolvemento de produtos semicondutores e como se utilizarán nos centros de datos.
Transistores piezoeléctricos
Estes dispositivos teñen compoñentes piezoeléctricos e piezoresistivos na súa estrutura. O primeiro converte os impulsos eléctricos en impulsos sonoros. O segundo absorbe estas ondas sonoras, comprime e, en consecuencia, abre ou pecha o transistor. Selenuro de samario () - dependendo da presión ben como semicondutor (alta resistencia) ou como metal.
IBM foi un dos primeiros en introducir o concepto de transistor piezoeléctrico. Os enxeñeiros da compañía están implicados en desenvolvementos nesta área . Os seus colegas do Laboratorio Nacional de Física do Reino Unido, a Universidade de Edimburgo e Auburn tamén están a traballar nesta dirección.
Un transistor piezoeléctrico disipa significativamente menos enerxía que os dispositivos de silicio. Primeiro a tecnoloxía en pequenos aparellos dos que é difícil eliminar a calor: teléfonos intelixentes, dispositivos de radio, radares.
Os transistores piezoeléctricos tamén poden atopar aplicación en procesadores de servidores para centros de datos. A tecnoloxía aumentará a eficiencia enerxética do hardware e reducirá os custos dos operadores de centros de datos na infraestrutura de TI.
Transistores de túnel
Un dos principais retos para os fabricantes de dispositivos semicondutores é deseñar transistores que se poidan conmutar a baixas tensións. Os transistores de túnel poden resolver este problema. Tales dispositivos son controlados usando .
Así, cando se aplica unha tensión externa, o transistor cambia máis rápido porque é máis probable que os electróns superen a barreira dieléctrica. Como resultado, o dispositivo require varias veces menos tensión para funcionar.
Científicos do MIPT e da Universidade de Tohoku de Xapón están a desenvolver transistores de túnel. Usaron grafeno de dobre capa para un dispositivo que funciona entre 10 e 100 veces máis rápido que os seus homólogos de silicio. Segundo os enxeñeiros, a súa tecnoloxía deseñar procesadores que serán vinte veces máis produtivos que os modelos emblemáticos modernos.
/ foto PD
En diferentes momentos, implementáronse prototipos de transistores de túnel utilizando diversos materiais; ademais do grafeno, foron и . Non obstante, a tecnoloxía aínda non saíu das paredes dos laboratorios e non se fala de produción a gran escala de dispositivos baseados nela.
Transistores de spin
O seu traballo baséase no movemento dos espíns electrónicos. Os xiros móvense coa axuda dun campo magnético externo, que os ordena nunha dirección e forma unha corrente de espín. Os dispositivos que funcionan con esta corrente consomen cen veces menos enerxía que os transistores de silicio, e a un ritmo de mil millóns de veces por segundo.
A principal vantaxe dos dispositivos de rotación a súa versatilidade. Combinan as funcións dun dispositivo de almacenamento de información, un detector para lela e un interruptor para transmitila a outros elementos do chip.
Crese que foi pioneiro no concepto de transistor de espín os enxeñeiros Supriyo Datta e Biswajit Das en 1990. Desde entón, as grandes empresas de TI se desenvolveron nesta área, . Porén, como enxeñeiros, os transistores de spin aínda están moi lonxe de aparecer nos produtos de consumo.
Transistores metal-aire
No seu núcleo, os principios de funcionamento e o deseño dun transistor metal-aire lembran aos transistores . Con algunhas excepcións: o drenaxe e a fonte do novo transistor son electrodos metálicos. O obturador do dispositivo está situado debaixo deles e está illado cunha película de óxido.
O drenaxe e a fonte sitúanse a unha distancia de trinta nanómetros entre si, o que permite que os electróns pasen libremente polo espazo aéreo. O intercambio de partículas cargadas prodúcese debido a .
Desenvolvemento de transistores metal-aire un equipo da Universidade de Melbourne - RMIT. Os enxeñeiros din que a tecnoloxía "darlle nova vida" á lei de Moore e permitirá construír redes enteiras 3D a partir de transistores. Os fabricantes de chips poderán deixar de reducir sen parar os procesos tecnolóxicos e comezar a crear arquitecturas 3D compactas.
Segundo os desenvolvedores, a frecuencia de funcionamento do novo tipo de transistores superará os centos de gigahercios. O lanzamento da tecnoloxía ás masas ampliará as capacidades dos sistemas informáticos e aumentará o rendemento dos servidores dos centros de datos.
O equipo busca agora investidores para continuar coa súa investigación e resolver as dificultades tecnolóxicas. Os electrodos de drenaxe e fonte fúndense baixo a influencia do campo eléctrico - isto reduce o rendemento do transistor. Prevén corrixir a deficiencia nos próximos anos. Despois disto, os enxeñeiros comezarán a prepararse para levar o produto ao mercado.
Que máis escribimos no noso blog corporativo:
Fonte: www.habr.com