Kami membahas pendekatan alternatif untuk pengembangan produk semikonduktor.
/ foto Unsplash
Terakhir kali tentang bahan yang dapat menggantikan silikon dalam produksi transistor dan memperluas kemampuannya. Hari ini kita membahas pendekatan alternatif untuk pengembangan produk semikonduktor dan bagaimana penggunaannya di pusat data.
Transistor piezoelektrik
Perangkat tersebut memiliki komponen piezoelektrik dan piezoresistif dalam strukturnya. Yang pertama mengubah impuls listrik menjadi impuls suara. Yang kedua menyerap gelombang suara ini, memampatkannya dan, karenanya, membuka atau menutup transistor. Samarium selenida () - tergantung pada tekanan baik sebagai semikonduktor (resistansi tinggi) atau sebagai logam.
IBM adalah salah satu orang pertama yang memperkenalkan konsep transistor piezoelektrik. Insinyur perusahaan terlibat dalam pengembangan di bidang ini . Rekan-rekan mereka dari Laboratorium Fisika Nasional Inggris, Universitas Edinburgh dan Auburn juga bekerja dalam arah ini.
Transistor piezoelektrik membuang energi jauh lebih sedikit dibandingkan perangkat silikon. Teknologi dulu di gadget kecil yang sulit menghilangkan panas - ponsel pintar, perangkat radio, radar.
Transistor piezoelektrik juga dapat diterapkan pada prosesor server untuk pusat data. Teknologi ini akan meningkatkan efisiensi energi perangkat keras dan akan mengurangi biaya operator pusat data pada infrastruktur TI.
Transistor terowongan
Salah satu tantangan utama bagi produsen perangkat semikonduktor adalah merancang transistor yang dapat dialihkan pada tegangan rendah. Transistor terowongan dapat mengatasi masalah ini. Perangkat tersebut dikendalikan menggunakan .
Jadi, ketika tegangan eksternal diterapkan, transistor beralih lebih cepat karena elektron lebih mungkin mengatasi penghalang dielektrik. Akibatnya, perangkat memerlukan tegangan beberapa kali lebih sedikit untuk beroperasi.
Para ilmuwan dari MIPT dan Universitas Tohoku Jepang sedang mengembangkan transistor terowongan. Mereka menggunakan graphene lapisan ganda untuk perangkat yang beroperasi 10–100 kali lebih cepat dibandingkan perangkat silikon. Menurut para insinyur, teknologi mereka prosesor desain yang dua puluh kali lebih produktif dibandingkan model andalan modern.
/ foto PD
Pada waktu yang berbeda, prototipe transistor terowongan diimplementasikan menggunakan bahan yang berbeda - selain graphene, ada juga bahan tersebut и . Namun, teknologi tersebut belum meninggalkan laboratorium, dan tidak ada pembicaraan tentang produksi perangkat berskala besar yang berbasiskan teknologi tersebut.
Putar transistor
Pekerjaan mereka didasarkan pada pergerakan putaran elektron. Putaran tersebut bergerak dengan bantuan medan magnet luar, yang mengaturnya dalam satu arah dan membentuk arus putaran. Perangkat yang beroperasi dengan arus ini mengkonsumsi energi seratus kali lebih sedikit daripada transistor silikon, dan dengan kecepatan satu miliar kali per detik.
Keuntungan utama dari perangkat spin keserbagunaan mereka. Mereka menggabungkan fungsi perangkat penyimpanan informasi, detektor untuk membacanya, dan saklar untuk mengirimkannya ke elemen lain dari chip.
Dipercaya sebagai pionir konsep spin transistor insinyur Supriyo Datta dan Biswajit Das pada tahun 1990. Sejak itu, perusahaan IT besar telah melakukan pengembangan di bidang ini, . Namun, bagaimana caranya para insinyur, spin transistor masih jauh dari kemunculannya di produk konsumen.
Transistor logam-ke-udara
Pada intinya, prinsip operasi dan desain transistor logam-udara mengingatkan kita pada transistor . Dengan beberapa pengecualian: saluran pembuangan dan sumber transistor baru adalah elektroda logam. Penutup perangkat terletak di bawahnya dan diisolasi dengan film oksida.
Saluran pembuangan dan sumber diatur pada jarak tiga puluh nanometer satu sama lain, yang memungkinkan elektron melewati ruang udara dengan bebas. Pertukaran partikel bermuatan terjadi karena .
Pengembangan transistor logam-ke-udara tim dari University of Melbourne – RMIT. Para insinyur mengatakan teknologi ini akan “memberikan kehidupan baru” ke dalam hukum Moore dan memungkinkan untuk membangun seluruh jaringan 3D dari transistor. Produsen chip akan dapat berhenti mengurangi proses teknologi tanpa henti dan mulai menciptakan arsitektur 3D yang ringkas.
Menurut perkiraan pengembang, frekuensi operasi transistor jenis baru akan melebihi ratusan gigahertz. Peluncuran teknologi secara massal akan memperluas kemampuan sistem komputasi dan meningkatkan kinerja server di pusat data.
Tim tersebut sekarang mencari investor untuk melanjutkan penelitian mereka dan mengatasi kesulitan teknologi. Elektroda saluran dan sumber meleleh di bawah pengaruh medan listrik - ini mengurangi kinerja transistor. Mereka berencana untuk memperbaiki kekurangan tersebut dalam beberapa tahun ke depan. Setelah ini, para insinyur akan mulai bersiap untuk membawa produk tersebut ke pasar.
Apa lagi yang kami tulis di blog perusahaan kami:
Sumber: www.habr.com