"ການເອົາຊະນະ" ກົດຫມາຍຂອງ Moore: ເທກໂນໂລຍີ Transistor ຂອງອະນາຄົດ

ພວກເຮົາກໍາລັງລົມກັນກ່ຽວກັບທາງເລືອກສໍາລັບຊິລິໂຄນ.

/ ຮູບ Laura Ockel Unsplash

ກົດຫມາຍຂອງ Moore, ກົດຫມາຍຂອງ Dennard ແລະກົດລະບຽບຂອງ Coomey ແມ່ນສູນເສຍຄວາມກ່ຽວຂ້ອງ. ເຫດຜົນຫນຶ່ງແມ່ນວ່າ transistors ຊິລິໂຄນກໍາລັງເຂົ້າໃກ້ຂອບເຂດຈໍາກັດດ້ານເຕັກໂນໂລຢີຂອງພວກເຂົາ. ພວກເຮົາໄດ້ປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບຫົວຂໍ້ນີ້ຢ່າງລະອຽດ ໃນໂພສກ່ອນໜ້ານີ້. ມື້ນີ້ພວກເຮົາກໍາລັງເວົ້າກ່ຽວກັບວັດສະດຸທີ່ໃນອະນາຄົດສາມາດທົດແທນຊິລິໂຄນແລະຂະຫຍາຍຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງສາມກົດຫມາຍ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງໂປເຊດເຊີແລະລະບົບຄອມພິວເຕີ້ທີ່ໃຊ້ພວກມັນ (ລວມທັງເຄື່ອງແມ່ຂ່າຍໃນສູນຂໍ້ມູນ).



ທໍ່ nanotubes ກາກບອນ

ທໍ່ nanotubes ກາກບອນແມ່ນກະບອກສູບທີ່ມີຝາປະກອບດ້ວຍຊັ້ນ monatomic ຂອງກາກບອນ. ລັດສະໝີຂອງອາຕອມຄາບອນແມ່ນນ້ອຍກວ່າຂອງຊິລິໂຄນ, ສະນັ້ນ transistors ທີ່ໃຊ້ nanotube ມີຄວາມເຄື່ອນທີ່ຂອງອິເລັກໂທຣນິກສູງກວ່າ ແລະຄວາມໜາແໜ້ນຂອງປະຈຸບັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມໄວການດໍາເນີນງານຂອງ transistor ເພີ່ມຂຶ້ນແລະການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງມັນຫຼຸດລົງ. ໂດຍ ອີງຕາມ ວິສະວະກອນຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Wisconsin-Madison, ຜົນຜະລິດເພີ່ມຂຶ້ນຫ້າເທົ່າ.

ຄວາມຈິງທີ່ວ່າທໍ່ nanotubes ກາກບອນມີລັກສະນະດີກວ່າຊິລິຄອນແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນເວລາດົນນານ - transistors ທໍາອິດທີ່ປາກົດ. ຫຼາຍກວ່າ 20 ປີກ່ອນ. ແຕ່ບໍ່ດົນມານີ້ມີນັກວິທະຍາສາດສາມາດເອົາຊະນະຂໍ້ຈໍາກັດດ້ານເຕັກໂນໂລຢີຈໍານວນຫນຶ່ງເພື່ອສ້າງອຸປະກອນທີ່ມີປະສິດທິພາບພຽງພໍ. ສາມປີກ່ອນ, ນັກຟີຊິກຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Wisconsin ທີ່ໄດ້ກ່າວມາແລ້ວໄດ້ນໍາສະເຫນີຕົ້ນແບບຂອງ transistor ທີ່ໃຊ້ nanotube, ເຊິ່ງມີປະສິດຕິພາບສູງກວ່າອຸປະກອນຊິລິໂຄນທີ່ທັນສະໄຫມ.

ຫນຶ່ງໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງອຸປະກອນໂດຍອີງໃສ່ nanotubes ກາກບອນແມ່ນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ. ແຕ່ມາຮອດປະຈຸບັນ, ເຕັກໂນໂລຢີບໍ່ໄດ້ໄປນອກເຫນືອຫ້ອງທົດລອງແລະບໍ່ມີການເວົ້າກ່ຽວກັບການປະຕິບັດມະຫາຊົນຂອງມັນ.

Graphene nanoribbons

ພວກເຂົາເປັນແຖບແຄບ ກຣາຟີນ ຫຼາຍສິບ nanometers ກວ້າງແລະ ຖືກພິຈາລະນາ ຫນຶ່ງໃນວັດສະດຸຕົ້ນຕໍສໍາລັບການສ້າງ transistors ໃນອະນາຄົດ. ຄຸນສົມບັດຕົ້ນຕໍຂອງ tape graphene ແມ່ນຄວາມສາມາດໃນການເລັ່ງການໄຫຼຜ່ານມັນໂດຍໃຊ້ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ. ໃນເວລາດຽວກັນ, graphene ມີ 250 ເທື່ອ ການນໍາໄຟຟ້າຫຼາຍກ່ວາຊິລິໂຄນ.

ໂດຍ ບາງຂໍ້ມູນ, ໂປເຊດເຊີທີ່ອີງໃສ່ graphene transistors ຈະສາມາດດໍາເນີນການໃນຄວາມຖີ່ທີ່ໃກ້ຄຽງກັບ terahertz. ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານຂອງຊິບທີ່ທັນສະໄຫມແມ່ນຖືກກໍານົດຢູ່ທີ່ 4-5 gigahertz.

ຕົ້ນແບບທໍາອິດຂອງ graphene transistors ປະກົດຕົວເມື່ອສິບປີກ່ອນ. ຕັ້ງແຕ່ນັ້ນມາ ວິສະວະກອນ ພະຍາຍາມເພີ່ມປະສິດທິພາບ ຂະບວນການ "ປະກອບ" ອຸປະກອນໂດຍອີງໃສ່ພວກມັນ. ບໍ່ດົນມານີ້, ຜົນໄດ້ຮັບຄັ້ງທໍາອິດແມ່ນໄດ້ຮັບ - ທີມງານຂອງນັກພັດທະນາຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Cambridge ໃນເດືອນມີນາ ປະ​ກາດ ກ່ຽວກັບການເປີດຕົວການຜະລິດ chip graphene ທໍາອິດ. ວິສະວະກອນກ່າວວ່າອຸປະກອນໃຫມ່ສາມາດເລັ່ງການເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກໄດ້ສິບເທົ່າ.

Hafnium dioxide ແລະ selenide

Hafnium dioxide ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ໃນການຜະລິດ microcircuits ຈາກປີ 2007. ມັນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ຊັ້ນ insulating ໃນປະຕູ transistor. ແຕ່ໃນມື້ນີ້ວິສະວະກອນສະເຫນີການນໍາໃຊ້ມັນເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການເຮັດວຽກຂອງ transistors ຊິລິໂຄນ.

/ ຮູບ Fritzchen Fritz PD

ໃນຕົ້ນປີທີ່ຜ່ານມາ, ນັກວິທະຍາສາດຈາກສະແຕນຟອດ ຄົ້ນພົບ, ວ່າຖ້າຫາກວ່າໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນຂອງ hafnium dioxide ໄດ້ຖືກຈັດລຽງໃຫມ່ໃນວິທີການພິເສດ, ຫຼັງຈາກນັ້ນມັນ ຄົງທີ່ໄຟຟ້າ (ຮັບຜິດຊອບສໍາລັບຄວາມສາມາດຂອງຂະຫນາດກາງເພື່ອສົ່ງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ) ຈະເພີ່ມຂຶ້ນຫຼາຍກ່ວາສີ່ເທົ່າ. ຖ້າທ່ານໃຊ້ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວໃນເວລາສ້າງປະຕູຮົ້ວຂອງ transistor, ທ່ານສາມາດຫຼຸດຜ່ອນອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ຜົນ​ກະ​ທົບ tunnel​.

ທັງ​ນັກ​ວິ​ທະ​ຍາ​ສາດ​ອາ​ເມລິ​ກາ​ ພົບທາງ ຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດຂອງ transistors ທີ່ທັນສະໄຫມໂດຍໃຊ້ hafnium ແລະ zirconium selenides. ພວກເຂົາສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ insulator ປະສິດທິພາບສໍາລັບ transistors ແທນທີ່ຈະເປັນຊິລິໂຄນ oxide. Selenides ມີຄວາມຫນາຫນ້ອຍລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ສາມປະລໍາມະນູ), ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຊ່ອງຫວ່າງແຖບທີ່ດີ. ນີ້ແມ່ນຕົວຊີ້ວັດທີ່ກໍານົດການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງ transistor. ວິສະວະກອນແລ້ວ ການ​ຄຸ້ມ​ຄອງ​ການ​ສ້າງ​ ຕົ້ນແບບເຮັດວຽກຫຼາຍຢ່າງຂອງອຸປະກອນໂດຍອີງໃສ່ hafnium ແລະ zirconium selenides.

ໃນປັດຈຸບັນວິສະວະກອນຈໍາເປັນຕ້ອງແກ້ໄຂບັນຫາຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ transistors ດັ່ງກ່າວ - ເພື່ອພັດທະນາການຕິດຕໍ່ຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ເຫມາະສົມກັບພວກເຂົາ. ພຽງແຕ່ຫຼັງຈາກນັ້ນມັນຈະເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເວົ້າກ່ຽວກັບການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍ.

Molybdenum disulfide

Molybdenum sulfide ຕົວຂອງມັນເອງແມ່ນ semiconductor ທີ່ບໍ່ດີ, ເຊິ່ງມີຄຸນສົມບັດຕ່ໍາກວ່າຊິລິຄອນ. ແຕ່ກຸ່ມນັກຟິສິກຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Notre Dame ຄົ້ນພົບວ່າຮູບເງົາໂມລີບdenum ບາງໆ (ຫນຶ່ງອະຕອມຫນາ) ມີຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກ - transistors ໂດຍອີງໃສ່ພວກມັນບໍ່ຜ່ານກະແສໄຟຟ້າເມື່ອປິດແລະຕ້ອງການພະລັງງານຫນ້ອຍທີ່ຈະປ່ຽນ. ນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ພວກເຂົາດໍາເນີນການຢູ່ທີ່ແຮງດັນຕ່ໍາ.

ໂມລີບດີນົມ transistor ຕົ້ນແບບ ພັດທະນາ ຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງ. Lawrence Berkeley ໃນປີ 2016. ອຸປະກອນມີຄວາມກວ້າງພຽງແຕ່ຫນຶ່ງ nanometer. ວິສະວະກອນກ່າວວ່າ transistors ດັ່ງກ່າວຈະຊ່ວຍຂະຫຍາຍກົດຫມາຍຂອງ Moore.

ຍັງ transistor molybdenum disulfide ປີທີ່ຜ່ານມາ ນຳ ສະ ເໜີ ວິສະວະກອນຈາກມະຫາວິທະຍາໄລເກົາຫຼີໃຕ້. ເຕັກໂນໂລຢີດັ່ງກ່າວຄາດວ່າຈະຊອກຫາຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນວົງຈອນຄວບຄຸມຂອງຈໍສະແດງຜົນ OLED. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຍັງບໍ່ທັນມີການສົນທະນາກ່ຽວກັບການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ transistors ດັ່ງກ່າວ.

ເຖິງວ່າຈະມີນີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກ Stanford ການຮຽກຮ້ອງວ່າໂຄງສ້າງພື້ນຖານທີ່ທັນສະໄຫມສໍາລັບການຜະລິດຂອງ transistors ສາມາດຖືກສ້າງໃຫມ່ເພື່ອເຮັດວຽກກັບອຸປະກອນ "molybdenum" ດ້ວຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫນ້ອຍ. ຈະ​ສາມາດ​ປະຕິບັດ​ໂຄງການ​ດັ່ງກ່າວ​ໄດ້​ບໍ່​ແມ່ນ​ຍັງ​ຕ້ອງ​ເບິ່ງ​ໃນ​ອະນາຄົດ.

ສິ່ງທີ່ພວກເຮົາຂຽນກ່ຽວກັບຊ່ອງທາງ Telegram ຂອງພວກເຮົາ:

• ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ IaaS ປົກປ້ອງຂໍ້ມູນສ່ວນຕົວຂອງບໍລິສັດລູກຄ້າແນວໃດ
• ປະຕິບັດຕາມເຫດການ VMware EMPOWER 2019: ການຮຽນຮູ້ພື້ນຖານຂອງ Workspace ONE
• ປີຕໍ່ມາ - ຜູ້ທີ່ໄດ້ຮັບການປັບໄຫມພາຍໃຕ້ GDPR
• ສູນຂໍ້ມູນເຮັດວຽກແນວໃດ - ໂປເຊດເຊີໃຫມ່
• ສູນຂໍ້ມູນເຮັດແນວໃດ: ແນວໂນ້ມເຕັກໂນໂລຢີຂອງປີທີ່ຜ່ານມາ
• ວິທີການປົກປ້ອງເຄືອຂ່າຍ IoT: open source ຈະຊ່ວຍໄດ້

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: www.habr.com