Մենք քննարկում ենք կիսահաղորդչային արտադրանքի զարգացման այլընտրանքային մոտեցումները:
/ լուսանկար Unsplash
Վերջին անգամ նյութերի մասին, որոնք կարող են փոխարինել սիլիցիումին տրանզիստորների արտադրության մեջ և ընդլայնել դրանց հնարավորությունները։ Այսօր մենք քննարկում ենք կիսահաղորդչային արտադրանքի զարգացման այլընտրանքային մոտեցումները և ինչպես դրանք կօգտագործվեն տվյալների կենտրոններում:
Պիեզոէլեկտրական տրանզիստորներ
Նման սարքերն իրենց կառուցվածքում ունեն պիեզոէլեկտրական և պիեզոռեզիստիվ բաղադրիչներ։ Առաջինը էլեկտրական ազդակները վերածում է ձայնային իմպուլսների: Երկրորդը կլանում է այդ ձայնային ալիքները, սեղմում և, համապատասխանաբար, բացում կամ փակում է տրանզիստորը։ Սամարիումի սելենիդ () - կախված ճնշումից կամ որպես կիսահաղորդիչ (բարձր դիմադրություն) կամ որպես մետաղ։
IBM-ն առաջիններից մեկն էր, ով ներկայացրեց պիեզոէլեկտրական տրանզիստորի գաղափարը: Ընկերության ինժեներները զբաղվում են այս ոլորտում զարգացումներով . Այս ուղղությամբ աշխատում են նաև Մեծ Բրիտանիայի ազգային ֆիզիկական լաբորատորիայի, Էդինբուրգի և Օբերնի համալսարանի նրանց գործընկերները։
Պիեզոէլեկտրական տրանզիստորը զգալիորեն ավելի քիչ էներգիա է ցրում, քան սիլիկոնային սարքերը: Տեխնոլոգիա նախ փոքր գաջեթներում, որոնցից դժվար է հեռացնել ջերմությունը՝ սմարթֆոններ, ռադիոսարքեր, ռադարներ։
Պիեզոէլեկտրական տրանզիստորները կարող են կիրառել նաև տվյալների կենտրոնների սերվերային պրոցեսորներում: Տեխնոլոգիան կբարձրացնի սարքավորումների էներգաարդյունավետությունը և կնվազեցնի տվյալների կենտրոնների օպերատորների ծախսերը ՏՏ ենթակառուցվածքի վրա:
Թունելի տրանզիստորներ
Կիսահաղորդչային սարքեր արտադրողների հիմնական մարտահրավերներից մեկը տրանզիստորների նախագծումն է, որոնք կարող են միացվել ցածր լարման ժամանակ: Թունելի տրանզիստորները կարող են լուծել այս խնդիրը: Նման սարքերը վերահսկվում են օգտագործելով .
Այսպիսով, երբ արտաքին լարումը կիրառվում է, տրանզիստորն ավելի արագ է փոխարկվում, քանի որ էլեկտրոններն ավելի հավանական է, որ հաղթահարեն դիէլեկտրական արգելքը: Արդյունքում սարքը գործելու համար մի քանի անգամ պակաս լարում է պահանջում:
MIPT-ի և ճապոնական Տոհոկուի համալսարանի գիտնականները թունելի տրանզիստորներ են մշակում: Նրանք օգտագործել են երկշերտ գրաֆեն սարք, որն աշխատում է 10–100 անգամ ավելի արագ, քան իր սիլիցիումային նմանակները։ Ինժեներների կարծիքով՝ իրենց տեխնոլոգիան նախագծել պրոցեսորներ, որոնք քսան անգամ ավելի արդյունավետ կլինեն, քան ժամանակակից առաջատար մոդելները:
/ լուսանկար PD
Տարբեր ժամանակներում թունելային տրանզիստորների նախատիպերը իրականացվել են տարբեր նյութերի օգտագործմամբ՝ բացի գրաֆենից, դրանք եղել են. и . Սակայն տեխնոլոգիան դեռ չի լքել լաբորատորիաների պատերը, եւ դրա հիման վրա սարքերի լայնածավալ արտադրության մասին խոսք չկա։
Պտտվող տրանզիստորներ
Նրանց աշխատանքը հիմնված է էլեկտրոնների սպինների շարժման վրա։ Սփինները շարժվում են արտաքին մագնիսական դաշտի օգնությամբ, որը դրանք դասավորում է մեկ ուղղությամբ և ձևավորում պտտվող հոսանք։ Այս հոսանքով աշխատող սարքերը հարյուր անգամ ավելի քիչ էներգիա են ծախսում, քան սիլիկոնային տրանզիստորները, և վայրկյանում միլիարդ անգամ արագությամբ:
Սփին սարքերի հիմնական առավելությունը դրանց բազմակողմանիությունը. Նրանք համատեղում են տեղեկատվության պահպանման սարքի, այն կարդալու դետեկտորի և չիպի այլ տարրերին փոխանցման անջատիչի գործառույթները:
Ենթադրվում է, որ պտտվող տրանզիստորի գաղափարի առաջամարտիկն է ինժեներներ Սուպրիյո Դատան և Բիսվաջիտ Դասը 1990 թ. Այդ ժամանակից ի վեր ՏՏ խոշոր ընկերությունները սկսել են զարգացնել այս ոլորտում, . Այնուամենայնիվ, ինչպես ինժեներները, սպին տրանզիստորները դեռ շատ հեռու են սպառողական ապրանքներում հայտնվելուց:
Մետաղից օդ տրանզիստորներ
Իր հիմքում մետաղ-օդ տրանզիստորի գործառնական սկզբունքներն ու դիզայնը հիշեցնում են տրանզիստորները . Որոշ բացառություններով. նոր տրանզիստորի արտահոսքը և աղբյուրը մետաղական էլեկտրոդներ են: Սարքի կափարիչը գտնվում է դրանց տակ և մեկուսացված է օքսիդային թաղանթով։
Դրենը և աղբյուրը տեղադրված են միմյանցից երեսուն նանոմետր հեռավորության վրա, ինչը թույլ է տալիս էլեկտրոններին ազատորեն անցնել օդային տարածությամբ: Լիցքավորված մասնիկների փոխանակումը տեղի է ունենում շնորհիվ .
Մետաղից օդ տրանզիստորների մշակում թիմ Մելբուրնի համալսարանից - RMIT: Ինժեներներն ասում են, որ տեխնոլոգիան «նոր կյանք կհաղորդի» Մուրի օրենքին և հնարավորություն կտա ամբողջ 3D ցանցեր կառուցել տրանզիստորներից: Չիպեր արտադրողները կկարողանան դադարեցնել տեխնոլոգիական գործընթացների անվերջ կրճատումը և սկսել կոմպակտ 3D ճարտարապետություն ստեղծել:
Ըստ մշակողների՝ նոր տեսակի տրանզիստորների աշխատանքային հաճախականությունը կգերազանցի հարյուրավոր գիգահերցը։ Տեխնոլոգիաների թողարկումը զանգվածներին կընդլայնի հաշվողական համակարգերի հնարավորությունները և կբարձրացնի սերվերների աշխատանքը տվյալների կենտրոններում:
Թիմն այժմ փնտրում է ներդրողներ՝ շարունակելու իրենց հետազոտությունները և լուծելու տեխնոլոգիական դժվարությունները: Արտահոսքի և աղբյուրի էլեկտրոդները հալվում են էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ, ինչը նվազեցնում է տրանզիստորի աշխատանքը: Նրանք նախատեսում են առաջիկա մի քանի տարում շտկել այդ թերությունը։ Դրանից հետո ինժեներները կսկսեն պատրաստվել արտադրանքը շուկա հանելու համար:
Էլ ինչի մասին ենք գրում մեր կորպորատիվ բլոգում.
Source: www.habr.com