Mir schwätzen iwwer Alternativen fir Silizium.
/ Foto Unsplash
Dem Moore säi Gesetz, dem Dennard säi Gesetz an dem Koomey seng Regel verléieren Relevanz. Ee Grond ass datt Siliziumtransistoren hir technologesch Limit nokommen. Mir hunn dëst Thema am Detail diskutéiert . Haut schwätze mir iwwer Materialien, déi an Zukunft Silizium ersetzen an d'Validitéit vun den dräi Gesetzer verlängeren, dat heescht d'Erhéijung vun der Effizienz vun de Prozessoren an de Rechensystemer déi se benotzen (inklusive Serveren an Datenzenteren).
Kuelestoff Nanotubes
Kuelestoff Nanotubes sinn Zylinder deenen hir Maueren aus enger monatomescher Schicht vu Kuelestoff besteet. De Radius vu Kuelestoffatome ass méi kleng wéi dee vu Silizium, sou datt Nanotube-baséiert Transistoren méi héich Elektronemobilitéit a Stroumdicht hunn. Als Resultat erhéicht d'Betribsgeschwindegkeet vum Transistor a säi Stroumverbrauch fällt erof. Vun Ingenieuren vun der University of Wisconsin-Madison, erhéicht d'Produktivitéit fënneffach.
D'Tatsaach, datt Kuelestoff Nanotubes besser Charakteristiken hunn wéi Silizium ass scho laang bekannt - déi éischt sou Transistoren koumen . Awer eréischt viru kuerzem hunn d'Wëssenschaftler et fäerdeg bruecht eng Rei technologesch Aschränkungen ze iwwerwannen fir e genuch effektiven Apparat ze kreéieren. Virun dräi Joer hunn d'Physiker vun der schonn ernimmter Universitéit vu Wisconsin e Prototyp vun engem Transistor op Nanotubes virgestallt, deen d'modern Silizium-Geräter besser gemaach huet.
Eng Applikatioun vun Apparater baséiert op Kuelestoff Nanotubes ass flexibel Elektronik. Awer bis elo ass d'Technologie net iwwer de Laboratoire gaangen an et gëtt net vu senger Massimplementatioun geschwat.
Graphene Nanoribbons
Si sinn schmuel Läischte puer Zénger vun Nanometer breet an ee vun den Haaptmaterialien fir Transistoren vun der Zukunft ze kreéieren. D'Haapteigenschaft vum Graphenband ass d'Fäegkeet fir de Stroum ze beschleunegen deen duerch et mat engem Magnéitfeld fléisst. Gläichzäiteg, graphene méi grouss elektresch Konduktivitéit wéi Silizium.
By , Prozessoren baséiert op graphene Transistoren wäert fäheg sinn op Frequenzen no bei Terahertz ze bedreiwen. Wärend d'Betribsfrequenz vu modernen Chips op 4-5 Gigahertz gesat gëtt.
Déi éischt Prototypen vu graphene Transistoren . Zanter Ingenieuren Prozesser vun "Montage" Apparater baséiert op hinnen. Ganz viru kuerzem goufen déi éischt Resultater kritt - e Team vun Entwéckler vun der University of Cambridge am Mäerz iwwer Start an Produktioun . D'Ingenieuren soen datt den neien Apparat d'Operatioun vun elektroneschen Apparater zéngmol beschleunegt kann.
Hafniumdioxid a Selenid
Hafniumdioxid gëtt och an der Produktioun vu Mikrokreesser benotzt . Et gëtt benotzt fir eng Isoléierschicht op engem Transistorpaart ze maachen. Awer haut Ingenieuren proposéieren et ze benotzen fir d'Operatioun vu Siliziumtransistoren ze optimiséieren.
/ Foto PD
Ufank vum leschte Joer, Wëssenschaftler aus Stanford , datt wann d'Kristallstruktur vum Hafniumdioxid op eng speziell Manéier reorganiséiert gëtt, da (verantwortlech fir d'Fäegkeet vum Medium fir en elektrescht Feld ze vermëttelen) wäert méi wéi véiermol eropgoen. Wann Dir esou e Material benotzt wann Dir Transistorpaarten erstellt, kënnt Dir den Afloss wesentlech reduzéieren .
Och amerikanesch Wëssenschaftler reduzéieren d'Gréisst vun modernen Transistoren mat Hafnium an Zirkonium Seleniden. Si kënnen als effektiven Isolator fir Transistoren anstatt Siliziumoxid benotzt ginn. Seleniden hunn eng wesentlech méi kleng Dicke (dräi Atomer), wärend e gudde Bandspalt behalen. Dëst ass en Indikator deen de Stroumverbrauch vum Transistor bestëmmt. Ingenieuren hu schonn verschidde funktionell Prototypen vun Apparater baséiert op Hafnium an Zirkonium Seleniden.
Elo mussen d'Ingenieuren de Problem vun der Verbindung vun esou Transistoren léisen - fir si passend kleng Kontakter z'entwéckelen. Eréischt duerno wäert et méiglech sinn iwwer d'Massproduktioun ze schwätzen.
Molybdän Disulfid
Molybdän Sulfid selwer ass en zimlech aarme Hallefleit, deen an Eegeschafte schwaach ass wéi Silizium. Awer e Grupp vu Physiker vun der Universitéit Notre Dame huet entdeckt datt dënn Molybdänfilmer (een Atomdéck) eenzegaarteg Eegeschaften hunn - Transistoren op Basis vun hinnen passéieren net Stroum wann se ausgeschalt sinn a brauche wéineg Energie fir ze wiesselen. Dëst erlaabt hinnen op niddereg voltages ze bedreiwen.
Molybdän Transistor Prototyp am Labo. Lawrence Berkeley am Joer 2016. Den Apparat ass nëmmen een Nanometer breet. D'Ingenieuren soen datt sou Transistoren dem Moore säi Gesetz hëllefe wäerten.
Och Molybdän Disulfid Transistor lescht Joer Ingenieuren vun enger südkoreanescher Universitéit. D'Technologie gëtt erwaart Uwendung a Kontrollkreesser vun OLED Displays ze fannen. Allerdéngs gëtt et nach net iwwer d'Massproduktioun vun esou Transistoren geschwat.
Trotz dëser, Fuerscher aus Stanford datt modern Infrastruktur fir d'Produktioun vun Transistoren opgebaut ka ginn fir mat "Molybdän" Apparater mat minimale Käschten ze schaffen. Ob et méiglech ass esou Projeten ëmzesetzen, bleift an Zukunft ze gesinn.
Iwwer wat mir an eisem Telegram Kanal schreiwen:
Source: will.com