Yarı iletken ürünlerin geliştirilmesine yönelik alternatif yaklaşımları tartışıyoruz.
/ Fotoğraf Unsplash
Son kez transistör üretiminde silikonun yerini alabilecek ve yeteneklerini genişletebilecek malzemeler hakkında. Bugün yarı iletken ürünlerin geliştirilmesine yönelik alternatif yaklaşımları ve bunların veri merkezlerinde nasıl kullanılacağını tartışıyoruz.
Piezoelektrik transistörler
Bu tür cihazların yapısında piezoelektrik ve piezodirençli bileşenler bulunur. Birincisi elektriksel uyarıları ses uyarılarına dönüştürür. İkincisi ise bu ses dalgalarını emer, sıkıştırır ve buna göre transistörü açar veya kapatır. Samaryum selenit () - basınca bağlı olarak ya yarı iletken (yüksek direnç) ya da metal olarak.
IBM, piezoelektrik transistör kavramını ilk ortaya atanlardan biriydi. Şirketin mühendisleri bu alandaki gelişmelerle ilgileniyor . Birleşik Krallık Ulusal Fizik Laboratuvarı, Edinburgh Üniversitesi ve Auburn'den meslektaşları da bu yönde çalışıyor.
Piezoelektrik transistör, silikon cihazlara göre önemli ölçüde daha az enerji harcar. Önce teknoloji ısıyı gidermenin zor olduğu küçük cihazlarda - akıllı telefonlar, radyo cihazları, radarlar.
Piezoelektrik transistörler aynı zamanda veri merkezlerine yönelik sunucu işlemcilerinde de uygulama alanı bulabilir. Teknoloji, donanımın enerji verimliliğini artıracak ve veri merkezi operatörlerinin BT altyapısı üzerindeki maliyetlerini azaltacak.
Tünel transistörleri
Yarı iletken cihaz üreticilerinin karşılaştığı en büyük zorluklardan biri, düşük voltajda anahtarlanabilen transistörler tasarlamaktır. Tünel transistörleri bu sorunu çözebilir. Bu tür cihazlar kullanılarak kontrol edilir .
Bu nedenle, harici bir voltaj uygulandığında transistör daha hızlı anahtarlanır çünkü elektronların dielektrik bariyeri aşma olasılığı daha yüksektir. Sonuç olarak, cihazın çalışması için birkaç kat daha az voltaj gerekir.
MIPT ve Japonya'nın Tohoku Üniversitesi'nden bilim adamları tünel transistörleri geliştiriyorlar. Çift katmanlı grafen kullandılar Silikon muadillerine göre 10-100 kat daha hızlı çalışan bir cihaz. Mühendislere göre teknolojileri Modern amiral gemisi modellerinden yirmi kat daha üretken olacak işlemciler tasarlayın.
/ Fotoğraf PD
Farklı zamanlarda, tünel transistörlerinin prototipleri çeşitli malzemeler kullanılarak uygulandı - grafene ek olarak и . Ancak teknoloji henüz laboratuvarların duvarlarını terk etmedi ve buna dayalı cihazların büyük ölçekli üretiminden söz edilmiyor.
Döndürme transistörleri
Çalışmaları elektron dönüşlerinin hareketine dayanmaktadır. Spinler, onları bir yönde düzenleyen ve bir spin akımı oluşturan harici bir manyetik alanın yardımıyla hareket eder. Bu akımla çalışan cihazlar, silikon transistörlere göre yüz kat daha az enerji tüketir ve saniyede bir milyar kez hızla.
Döndürme cihazlarının ana avantajı çok yönlülüğü. Bir bilgi depolama cihazının, onu okumak için bir detektörün ve onu çipin diğer elemanlarına iletmek için bir anahtarın işlevlerini birleştirirler.
Spin transistör konseptine öncülük ettiğine inanılıyor mühendisler Supriyo Datta ve Biswajit Das, 1990'da. O zamandan bu yana büyük BT şirketleri bu alanda gelişmeye başladı. . Ancak nasıl Mühendisler, spin transistörlerin tüketici ürünlerinde ortaya çıkmasından hala çok uzaktalar.
Metalden havaya transistörler
Özünde metal-hava transistörünün çalışma prensipleri ve tasarımı transistörleri andırır . Bazı istisnalar dışında: yeni transistörün drenajı ve kaynağı metal elektrotlardır. Cihazın deklanşörü altlarında bulunur ve bir oksit film ile yalıtılmıştır.
Drenaj ve kaynak birbirinden otuz nanometre mesafeye ayarlanmıştır, bu da elektronların hava boşluğundan serbestçe geçmesine olanak tanır. Yüklü parçacıkların değişimi şunlardan kaynaklanır: .
Metalden havaya transistörlerin geliştirilmesi Melbourne Üniversitesi'nden bir ekip - RMIT. Mühendisler, teknolojinin Moore yasasına "yeni bir soluk getireceğini" ve transistörlerden tüm 3 boyutlu ağların oluşturulmasını mümkün kılacağını söylüyor. Çip üreticileri, teknolojik süreçleri sonsuza kadar azaltmayı bırakıp kompakt 3D mimariler oluşturmaya başlayabilecek.
Geliştiricilere göre yeni tip transistörlerin çalışma frekansı yüzlerce gigahertz'i aşacak. Teknolojinin kitlelere sunulması, bilgi işlem sistemlerinin yeteneklerini genişletecek ve veri merkezlerindeki sunucuların performansını artıracaktır.
Ekip şimdi araştırmalarına devam edecek ve teknolojik zorlukları çözecek yatırımcılar arıyor. Drenaj ve kaynak elektrotları elektrik alanının etkisi altında erir - bu, transistörün performansını azaltır. Önümüzdeki birkaç yıl içinde eksikliğin giderilmesini planlıyorlar. Bundan sonra mühendisler ürünü pazara sunmak için hazırlıklara başlayacak.
Kurumsal blogumuzda başka neler yazıyoruz:
Kaynak: habr.com