ProHoster > Blogs > interneta ziņas > MÅ«ra likuma ā€œpārvarÄ“Å”anaā€: kā nomainÄ«t tradicionālos plakanos tranzistorus

MÅ«ra likuma ā€œpārvarÄ“Å”anaā€: kā nomainÄ«t tradicionālos plakanos tranzistorus

Mēs apspriežam alternatīvas pieejas pusvadītāju izstrādājumu izstrādei.

MÅ«ra likuma ā€œpārvarÄ“Å”anaā€: kā nomainÄ«t tradicionālos plakanos tranzistorus
/ foto Teilore Vika Unsplash

Pēdējo reizi Mēs runājām par materiāliem, kas var aizstāt silÄ«ciju tranzistoru ražoÅ”anā un paplaÅ”ināt to iespējas. Å odien mēs apspriežam alternatÄ«vas pieejas pusvadÄ«tāju produktu izstrādei un to izmantoÅ”anas veidu datu centros.

Pjezoelektriskie tranzistori

Šādām ierÄ«cēm to struktÅ«rā ir pjezoelektriskie un pjezorezistÄ«vie komponenti. Pirmais pārvērÅ” elektriskos impulsus skaņas impulsos. Otrais absorbē Å”os skaņas viļņus, saspiež un attiecÄ«gi atver vai aizver tranzistoru. Samarija selenÄ«ds (14. slaids) - atkarÄ«bā no spiediena viņŔ uzvedas vai nu kā pusvadÄ«tājs (augsta pretestÄ«ba), vai kā metāls.

IBM bija viens no pirmajiem, kas ieviesa pjezoelektriskā tranzistora jēdzienu. Uzņēmuma inženieri nodarbojas ar attÄ«stÄ«bu Å”ajā jomā kopÅ” 2012. gada. Å ajā virzienā strādā arÄ« viņu kolēģi no Apvienotās Karalistes Nacionālās fizikālās laboratorijas, Edinburgas universitātes un Oburnas.

Pjezoelektriskais tranzistors izkliedē ievērojami mazāk enerģijas nekā silīcija ierīces. Vispirms tehnoloģija plāno izmantot mazos sīkrīkos, no kuriem grūti noņemt siltumu - viedtālruņos, radio ierīcēs, radaros.

Pjezoelektriskos tranzistorus var izmantot arī datu centru serveru procesoros. Tehnoloģija palielinās aparatūras energoefektivitāti un samazinās datu centru operatoru izmaksas IT infrastruktūrā.

Tuneļa tranzistori

Viens no galvenajiem izaicinājumiem pusvadÄ«tāju ierīču ražotājiem ir izstrādāt tranzistorus, kurus var pārslēgt pie zema sprieguma. Tuneļa tranzistori var atrisināt Å”o problēmu. Šādas ierÄ«ces tiek kontrolētas, izmantojot kvantu tuneļa efekts.

Tādējādi, pieliekot ārēju spriegumu, tranzistors pārslēdzas ātrāk, jo elektroni, visticamāk, pārvarēs dielektrisko barjeru. Rezultātā ierÄ«ces darbÄ«bai ir nepiecieÅ”ams vairākas reizes mazāks spriegums.

Zinātnieki no MIPT un Japānas Tohoku universitātes izstrādā tuneļa tranzistorus. Viņi izmantoja divslāņu grafēnu izveidot ierÄ«ce, kas darbojas 10ā€“100 reizes ātrāk nekā tās silÄ«cija kolēģi. Pēc inženieru domām, viņu tehnoloÄ£ija atļaus izstrādāt procesorus, kas bÅ«s divdesmit reižu produktÄ«vāki nekā mÅ«sdienu vadoÅ”ie modeļi.

MÅ«ra likuma ā€œpārvarÄ“Å”anaā€: kā nomainÄ«t tradicionālos plakanos tranzistorus
/ foto Fona attēls PD

Dažādos laikos tuneļtranzistoru prototipi tika realizēti, izmantojot dažādus materiālus ā€“ papildus grafēnam nanocaurules Šø silÄ«cijs. Taču tehnoloÄ£ija vēl nav pametusi laboratoriju sienas, un nav runas par vērienÄ«gu ierīču ražoÅ”anu uz tās bāzes.

Spin tranzistori

Viņu darbs ir balstÄ«ts uz elektronu spinu kustÄ«bu. Spinumi pārvietojas ar ārēja magnētiskā lauka palÄ«dzÄ«bu, kas tos sakārto vienā virzienā un veido spinstrāvu. IerÄ«ces, kas darbojas ar Å”o strāvu, patērē simts reizes mazāk enerÄ£ijas nekā silÄ«cija tranzistori, un var pārslēgties ar ātrumu miljards reižu sekundē.

Galvenā vērpÅ”anas ierīču priekÅ”rocÄ«ba ir to daudzpusÄ«ba. Tie apvieno informācijas glabāŔanas ierÄ«ces, detektora tās nolasÄ«Å”anai un slēdža funkcijas pārsÅ«tÄ«Å”anai uz citiem mikroshēmas elementiem.

Tiek uzskatÄ«ts, ka viņŔ ir grieÅ”anās tranzistora koncepcijas aizsācējs uzrādÄ«ts inženieri Supriyo Datta un Biswajit Das 1990. gadā. KopÅ” tā laika lielie IT uzņēmumi ir sākuÅ”i attÄ«stÄ«bu Å”ajā jomā, piemēram Intel. Tomēr, kā atpazÄ«t inženieri, spin tranzistori joprojām ir tālu no parādÄ«Å”anās patēriņa produktos.

Metāls-gaiss tranzistori

Metāla-gaisa tranzistora darbības principi un dizains pēc būtības atgādina tranzistorus MOSFET. Ar dažiem izņēmumiem: jaunā tranzistora noteka un avots ir metāla elektrodi. Ierīces aizvars atrodas zem tiem un ir izolēts ar oksīda plēvi.

Drenāža un avots ir iestatīti trīsdesmit nanometru attālumā viens no otra, kas ļauj elektroniem brīvi iziet cauri gaisa telpai. Lādētu daļiņu apmaiņa notiek sakarā ar automātiskās elektroniskās emisijas.

Metāls-gaiss tranzistoru izstrāde nodarbojas ar komanda no Melburnas Universitātes - RMIT. Inženieri saka, ka tehnoloģija "ieelpos jaunu dzīvi" Mūra likumā un ļaus izveidot veselus 3D tīklus no tranzistoriem. Mikroshēmu ražotāji varēs pārtraukt bezgalīgi samazināt tehnoloģiskos procesus un sākt veidot kompaktas 3D arhitektūras.

Pēc izstrādātāju domām, jaunā tipa tranzistoru darbÄ«bas frekvence pārsniegs simtiem gigahercu. TehnoloÄ£iju izlaiÅ”ana masām paplaÅ”inās skaitļoÅ”anas sistēmu iespējas un palielinās serveru veiktspēju datu centros.

Tagad komanda meklē investorus, lai turpinātu pētÄ«jumus un atrisinātu tehnoloÄ£iskās grÅ«tÄ«bas. Drenāžas un avota elektrodi kÅ«st elektriskā lauka ietekmē - tas samazina tranzistora veiktspēju. Nākamo pāris gadu laikā viņi plāno novērst trÅ«kumu. Pēc tam inženieri sāks gatavoties produkta laiÅ”anai tirgÅ«.

Par ko vēl mēs rakstām mūsu korporatīvajā emuārā:

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru