Raspravljamo o alternativnim pristupima razvoju poluvodičkih proizvoda.
/ fotografija Unsplash
Posljednji put o materijalima koji mogu zamijeniti silicij u proizvodnji tranzistora i proširiti njihove mogućnosti. Danas raspravljamo o alternativnim pristupima razvoju poluvodičkih proizvoda i kako će se oni koristiti u podatkovnim centrima.
Piezoelektrični tranzistori
Takvi uređaji u svojoj strukturi imaju piezoelektrične i piezorezistivne komponente. Prvi pretvara električne impulse u zvučne impulse. Drugi apsorbira te zvučne valove, komprimira i, prema tome, otvara ili zatvara tranzistor. Samarijev selenid () - ovisno o tlaku bilo kao poluvodič (visoki otpor) ili kao metal.
IBM je bio jedan od prvih koji je predstavio koncept piezoelektričnog tranzistora. Inženjeri tvrtke uključeni su u razvoj u ovom području . Njihovi kolege iz UK National Physical Laboratory, Sveučilišta u Edinburghu i Auburnu također rade u tom smjeru.
Piezoelektrični tranzistor rasipa značajno manje energije od silicijskih uređaja. Tehnologija na prvom mjestu u malim gadgetima s kojih je teško odvoditi toplinu – pametni telefoni, radio uređaji, radari.
Piezoelektrični tranzistori također mogu naći primjenu u poslužiteljskim procesorima za podatkovne centre. Tehnologija će povećati energetsku učinkovitost hardvera i smanjiti troškove operatera podatkovnih centara na IT infrastrukturi.
Tunelski tranzistori
Jedan od glavnih izazova za proizvođače poluvodičkih uređaja je dizajn tranzistora koji se mogu preklopiti na niskim naponima. Tunelski tranzistori mogu riješiti ovaj problem. Takvim se uređajima upravlja pomoću .
Stoga, kada se primijeni vanjski napon, tranzistor se brže prebacuje jer postoji veća vjerojatnost da će elektroni prevladati dielektričnu barijeru. Kao rezultat, uređaj zahtijeva nekoliko puta manji napon za rad.
Znanstvenici s MIPT-a i japanskog sveučilišta Tohoku razvijaju tunelske tranzistore. Koristili su dvoslojni grafen za uređaj koji radi 10–100 puta brže od svojih silikonskih parnjaka. Prema inženjerima, njihova tehnologija dizajn procesora koji će biti dvadeset puta produktivniji od modernih vodećih modela.
/ fotografija PD
U različitim vremenima, prototipovi tunelskih tranzistora implementirani su korištenjem različitih materijala - osim grafena, bili su и . Međutim, tehnologija još nije napustila zidove laboratorija i nema govora o velikoj proizvodnji uređaja koji se temelje na njoj.
Spin tranzistori
Njihov se rad temelji na kretanju spinova elektrona. Spinovi se kreću uz pomoć vanjskog magnetskog polja, koje ih usmjerava u jednom smjeru i formira spinsku struju. Uređaji koji rade s ovom strujom troše sto puta manje energije od silicijskih tranzistori, i brzinom od milijardu puta u sekundi.
Glavna prednost spin uređaja njihovu svestranost. Oni kombiniraju funkcije uređaja za pohranjivanje informacija, detektora za njihovo očitavanje i prekidača za prijenos na druge elemente čipa.
Vjeruje se da je bio pionir koncepta spin tranzistora inženjeri Supriyo Datta i Biswajit Das 1990. Od tada su velike IT tvrtke preuzele razvoj u ovom području, . Međutim, kako inženjera, spin tranzistori su još daleko od pojavljivanja u potrošačkim proizvodima.
Tranzistori metal-zrak
U svojoj srži, načela rada i dizajn tranzistora metal-zrak podsjećaju na tranzistore . Uz neke iznimke: odvod i sors novog tranzistora su metalne elektrode. Zatvarač uređaja nalazi se ispod njih i izoliran je oksidnim filmom.
Odvod i izvor su postavljeni na udaljenosti od trideset nanometara jedan od drugog, što omogućuje nesmetan prolaz elektrona kroz zračni prostor. Do izmjene nabijenih čestica dolazi zbog .
Razvoj tranzistora metal-zrak tim sa Sveučilišta u Melbourneu - RMIT. Inženjeri kažu da će tehnologija "udahnuti novi život" u Mooreov zakon i omogućiti izgradnju cijelih 3D mreža od tranzistora. Proizvođači čipova moći će prestati beskrajno reducirati tehnološke procese i početi stvarati kompaktne 3D arhitekture.
Prema programerima, radna frekvencija nove vrste tranzistora premašivat će stotine gigaherca. Puštanje tehnologije u masovnu upotrebu proširit će mogućnosti računalnih sustava i povećati performanse poslužitelja u podatkovnim centrima.
Tim sada traži investitore za nastavak istraživanja i rješavanje tehnoloških poteškoća. Elektrode odvoda i izvora tope se pod utjecajem električnog polja - to smanjuje rad tranzistora. Nedostatak planiraju ispraviti u sljedećih nekoliko godina. Nakon toga inženjeri će se početi pripremati za izlazak proizvoda na tržište.
O čemu još pišemo na našem korporativnom blogu:
Izvor: www.habr.com