Discutiamo approcci alternativi allo sviluppo di prodotti a semiconduttori.
/ foto Unsplash
L'ultima volta sui materiali che possono sostituire il silicio nella produzione di transistor ed espandere le loro capacità. Oggi discutiamo di approcci alternativi allo sviluppo di prodotti a semiconduttori e di come verranno utilizzati nei data center.
Transistor piezoelettrici
Tali dispositivi hanno componenti piezoelettrici e piezoresistivi nella loro struttura. Il primo converte gli impulsi elettrici in impulsi sonori. Il secondo assorbe queste onde sonore, comprime e, di conseguenza, apre o chiude il transistor. Seleniuro di samario () - a seconda della pressione sia come semiconduttore (alta resistenza) che come metallo.
IBM è stata una delle prime a introdurre il concetto di transistor piezoelettrico. Gli ingegneri dell'azienda sono impegnati negli sviluppi in questo settore . Anche i loro colleghi del National Physical Laboratory del Regno Unito, dell’Università di Edimburgo e di Auburn stanno lavorando in questa direzione.
Un transistor piezoelettrico dissipa molta meno energia rispetto ai dispositivi al silicio. La tecnologia prima di tutto in piccoli gadget dai quali è difficile rimuovere il calore: smartphone, dispositivi radio, radar.
I transistor piezoelettrici possono trovare applicazione anche nei processori di server per data center. La tecnologia aumenterà l'efficienza energetica dell'hardware e ridurrà i costi degli operatori dei data center sull'infrastruttura IT.
Transistor a tunnel
Una delle sfide principali per i produttori di dispositivi a semiconduttore è progettare transistor che possano essere commutati a basse tensioni. I transistor a tunnel possono risolvere questo problema. Tali dispositivi sono controllati utilizzando .
Pertanto, quando viene applicata una tensione esterna, il transistor commuta più velocemente perché gli elettroni hanno maggiori probabilità di superare la barriera dielettrica. Di conseguenza, il dispositivo richiede una tensione molte volte inferiore per funzionare.
Gli scienziati del MIPT e dell'Università giapponese di Tohoku stanno sviluppando transistor tunnel. Hanno usato il grafene a doppio strato un dispositivo che funziona 10-100 volte più velocemente delle sue controparti in silicio. Secondo gli ingegneri, la loro tecnologia progetta processori che saranno venti volte più produttivi dei moderni modelli di punta.
/ foto PD
In tempi diversi, i prototipi di transistor tunnel sono stati implementati utilizzando vari materiali, oltre al grafene и . Tuttavia, la tecnologia non ha ancora lasciato le mura dei laboratori e non si parla di produzione su larga scala di dispositivi basati su di essa.
Transistor di rotazione
Il loro lavoro si basa sul movimento degli spin degli elettroni. Gli spin si muovono con l'aiuto di un campo magnetico esterno, che li ordina in una direzione e forma una corrente di spin. I dispositivi che funzionano con questa corrente consumano cento volte meno energia dei transistor al silicio e ad una velocità di un miliardo di volte al secondo.
Il vantaggio principale dei dispositivi di rotazione la loro versatilità. Combinano le funzioni di un dispositivo di memorizzazione delle informazioni, di un rilevatore per leggerle e di un interruttore per trasmetterle ad altri elementi del chip.
Si ritiene che abbia aperto la strada al concetto di spin transistor ingegneri Supriyo Datta e Biswajit Das nel 1990. Da allora, le grandi aziende IT hanno intrapreso lo sviluppo in questo settore, . Tuttavia, come ingegneri, i transistor spin sono ancora lontani dalla comparsa nei prodotti di consumo.
Transistor metallo-aria
Fondamentalmente, i principi di funzionamento e il design di un transistor metallo-aria ricordano i transistor . Con alcune eccezioni: il drain e il source del nuovo transistor sono elettrodi metallici. L'otturatore del dispositivo si trova sotto di essi ed è isolato con una pellicola di ossido.
Il drain e la source sono posti a una distanza di trenta nanometri l'uno dall'altro, il che consente agli elettroni di passare liberamente attraverso lo spazio aereo. Lo scambio di particelle cariche avviene a causa di .
Sviluppo di transistor metallo-aria un team dell'Università di Melbourne - RMIT. Gli ingegneri affermano che la tecnologia “darà nuova vita” alla legge di Moore e consentirà di costruire intere reti 3D a partire dai transistor. I produttori di chip potranno smettere di ridurre all’infinito i processi tecnologici e iniziare a creare architetture 3D compatte.
Secondo gli sviluppatori, la frequenza operativa del nuovo tipo di transistor supererà le centinaia di gigahertz. Il rilascio della tecnologia alle masse amplierà le capacità dei sistemi informatici e aumenterà le prestazioni dei server nei data center.
Il team è ora alla ricerca di investitori per continuare la ricerca e risolvere le difficoltà tecnologiche. Gli elettrodi di drain e source si sciolgono sotto l'influenza del campo elettrico, ciò riduce le prestazioni del transistor. Hanno in programma di correggere la carenza nei prossimi due anni. Successivamente, gli ingegneri inizieranno a prepararsi per portare il prodotto sul mercato.
Di cos'altro scriviamo nel nostro blog aziendale:
Fonte: habr.com