Ne diskutojmë qasje alternative për zhvillimin e produkteve gjysmëpërçuese.
/ Foto Unsplash
Herën e fundit për materialet që mund të zëvendësojnë silikonin në prodhimin e transistorëve dhe të zgjerojnë aftësitë e tyre. Sot po diskutojmë qasjet alternative për zhvillimin e produkteve gjysmëpërçuese dhe mënyrën se si ato do të përdoren në qendrat e të dhënave.
Tranzistorë piezoelektrikë
Pajisjet e tilla kanë në strukturën e tyre përbërës piezoelektrikë dhe piezorezistues. E para i konverton impulset elektrike në impulse të zërit. E dyta thith këto valë zanore, ngjesh dhe, në përputhje me rrethanat, hap ose mbyll transistorin. Selenidi i samariumit () - në varësi të presionit qoftë si gjysmëpërçues (rezistencë e lartë) ose si metal.
IBM ishte një nga të parët që prezantoi konceptin e një transistori piezoelektrik. Inxhinierët e kompanisë janë të angazhuar në zhvillimet në këtë fushë . Në këtë drejtim po punojnë edhe kolegët e tyre nga Laboratori Kombëtar Fizik i Mbretërisë së Bashkuar, Universiteti i Edinburgut dhe Auburn.
Një transistor piezoelektrik shpërndan shumë më pak energji sesa pajisjet e silikonit. Teknologjia së pari në pajisje të vogla nga të cilat është e vështirë të hiqet nxehtësia - telefonat inteligjentë, pajisjet radio, radarët.
Transistorët piezoelektrikë gjithashtu mund të gjejnë aplikim në procesorët e serverëve për qendrat e të dhënave. Teknologjia do të rrisë efikasitetin energjetik të harduerit dhe do të zvogëlojë kostot e operatorëve të qendrave të të dhënave në infrastrukturën e TI-së.
Tranzistorë tuneli
Një nga sfidat kryesore për prodhuesit e pajisjeve gjysmëpërçuese është projektimi i transistorëve që mund të kalojnë në tensione të ulëta. Transistorët e tunelit mund ta zgjidhin këtë problem. Pajisjet e tilla kontrollohen duke përdorur .
Kështu, kur aplikohet një tension i jashtëm, transistori ndërron më shpejt sepse elektronet kanë më shumë gjasa të kapërcejnë pengesën dielektrike. Si rezultat, pajisja kërkon disa herë më pak tension për të funksionuar.
Shkencëtarët nga MIPT dhe Universiteti Tohoku i Japonisë po zhvillojnë transistorë tunelesh. Ata përdorën grafen me dy shtresa për të një pajisje që funksionon 10-100 herë më shpejt se homologët e saj silikoni. Sipas inxhinierëve, teknologjia e tyre Dizenjoni procesorë që do të jenë njëzet herë më produktivë se modelet moderne.
/ Foto PD
Në periudha të ndryshme, prototipet e tranzistorëve të tunelit u zbatuan duke përdorur materiale të ndryshme - përveç grafenit, ato ishin и . Megjithatë, teknologjia nuk ka lënë ende muret e laboratorëve dhe nuk flitet për prodhim në shkallë të gjerë të pajisjeve të bazuara në të.
Tranzistorë rrotullues
Puna e tyre bazohet në lëvizjen e rrotullimeve të elektroneve. Rrotullimet lëvizin me ndihmën e një fushe magnetike të jashtme, e cila i rendit në një drejtim dhe formon një rrymë rrotullimi. Pajisjet që funksionojnë me këtë rrymë konsumojnë njëqind herë më pak energji sesa transistorët e silikonit, dhe me një shpejtësi prej një miliard herë në sekondë.
Avantazhi kryesor i pajisjeve rrotulluese shkathtësinë e tyre. Ato kombinojnë funksionet e një pajisjeje për ruajtjen e informacionit, një detektor për leximin e tij dhe një ndërprerës për transmetimin e tij në elementë të tjerë të çipit.
Besohet se ka qenë pionier i konceptit të një transistori rrotullues inxhinierët Supriyo Datta dhe Biswajit Das në 1990. Që atëherë, kompanitë e mëdha të IT-së kanë marrë zhvillim në këtë fushë, . Megjithatë, si inxhinierë, transistorët spin janë ende shumë larg shfaqjes në produktet e konsumit.
Tranzistorë metal-ajër
Në thelbin e tij, parimet e funksionimit dhe dizajni i një transistori metal-ajër të kujtojnë transistorët . Me disa përjashtime: kullimi dhe burimi i tranzistorit të ri janë elektroda metalike. Grila e pajisjes ndodhet poshtë tyre dhe është e izoluar me një film oksidi.
Drenimi dhe burimi vendosen në një distancë prej tridhjetë nanometrash nga njëra-tjetra, gjë që lejon që elektronet të kalojnë lirshëm nëpër hapësirën ajrore. Shkëmbimi i grimcave të ngarkuara ndodh për shkak të .
Zhvillimi i transistorëve metal-ajër një ekip nga Universiteti i Melburnit - RMIT. Inxhinierët thonë se teknologjia do të "frymëzojë jetë të re" në ligjin e Moore dhe do të bëjë të mundur ndërtimin e rrjeteve të tëra 3D nga transistorët. Prodhuesit e çipave do të jenë në gjendje të ndalojnë reduktimin pafund të proceseve teknologjike dhe të fillojnë të krijojnë arkitektura kompakte 3D.
Sipas zhvilluesve, frekuenca e funksionimit të llojit të ri të transistorëve do të kalojë qindra gigahertz. Lëshimi i teknologjisë për masat do të zgjerojë aftësitë e sistemeve kompjuterike dhe do të rrisë performancën e serverëve në qendrat e të dhënave.
Ekipi tani po kërkon investitorë për të vazhduar kërkimin e tyre dhe për të zgjidhur vështirësitë teknologjike. Elektrodat e kullimit dhe burimit shkrihen nën ndikimin e fushës elektrike - kjo zvogëlon performancën e tranzistorit. Ata planifikojnë të korrigjojnë mangësinë në dy vitet e ardhshme. Pas kësaj, inxhinierët do të fillojnë të përgatiten për të sjellë produktin në treg.
Për çfarë tjetër shkruajmë në blogun tonë të korporatës:
Burimi: www.habr.com