我们讨论半导体产品开发的替代方法。
/ 照片 Unsplash
上次 关于可以在晶体管生产中替代硅并扩展其能力的材料。 今天我们正在讨论半导体产品开发的替代方法以及它们将如何在数据中心中使用。
压电晶体管
此类器件的结构中具有压电和压阻元件。 第一个将电脉冲转换为声音脉冲。 第二个吸收这些声波，压缩并相应地打开或关闭晶体管。 硒化钐（) - 取决于压力 作为半导体（高电阻）或作为金属。
IBM 是最早引入压电晶体管概念的公司之一。 公司工程师正在从事这方面的开发 。 他们来自英国国家物理实验室、爱丁堡大学和奥本大学的同事也在朝这个方向努力。
压电晶体管消耗的能量比硅器件少得多。 技术第一 难以去除热量的小型设备 - 智能手机、无线电设备、雷达。
压电晶体管还可以在数据中心的服务器处理器中找到应用。 该技术将提高硬件的能源效率，并降低数据中心运营商在IT基础设施上的成本。
隧道晶体管
半导体器件制造商面临的主要挑战之一是设计可以在低电压下开关的晶体管。 隧道晶体管可以解决这个问题。 此类设备的控制使用 .
因此，当施加外部电压时，晶体管切换得更快，因为电子更有可能克服介电势垒。 因此，该设备运行所需的电压要低几倍。
MIPT 和日本东北大学的科学家正在开发隧道晶体管。 他们使用双层石墨烯 该器件的运行速度比同类硅器件快 10 至 100 倍。 据工程师介绍，他们的技术 设计的处理器的效率将是现代旗舰型号的二十倍。
/ 照片 PD
在不同时期，隧道晶体管的原型是使用各种材料实现的 - 除了石墨烯之外，它们还包括 и 。 然而，该技术尚未走出实验室，也没有谈论基于该技术的设备的大规模生产。
自旋晶体管
他们的工作基于电子自旋的运动。 自旋在外部磁场的帮助下移动，使它们沿一个方向排列并形成自旋流。 以这种电流工作的设备消耗的能量比硅晶体管少一百倍，并且 以每秒十亿次的速度。
自旋器件的主要优点 他们的多功能性。 它们结合了信息存储设备、读取信息的检测器以及将信息传输到芯片其他元件的开关的功能。
被认为是自旋晶体管概念的先驱 工程师 Supriyo Datta 和 Biswajit Das 于 1990 年设计。 此后，大型IT公司纷纷涉足这一领域的发展， 。 然而，如何 对于工程师来说，自旋晶体管距离出现在消费产品中还有很长的路要走。
金属对空气晶体管
从本质上讲，金属空气晶体管的工作原理和设计让人想起晶体管 。 但有一些例外：新晶体管的漏极和源极是金属电极。 设备的快门位于它们下方，并用氧化膜绝缘。
漏极和源极之间的距离设置为三十纳米，这使得电子可以自由地穿过空气空间。 带电粒子交换的发生是由于 .
金属对空气晶体管的开发 来自墨尔本大学 RMIT 的团队。 工程师们表示，这项技术将为摩尔定律“注入新的活力”，并使利用晶体管构建整个 3D 网络成为可能。 芯片制造商将能够停止无休止地缩减技术流程，并开始创建紧凑的 3D 架构。
据开发人员介绍，新型晶体管的工作频率将超过数百千兆赫兹。 向大众发布技术将扩展计算系统的功能并提高数据中心服务器的性能。
该团队现正在寻找投资者继续研究并解决技术难题。 漏极和源极在电场的影响下熔化——这降低了晶体管的性能。 他们计划在未来几年内纠正这一缺陷。 此后，工程师将开始准备将产品推向市场。
我们在公司博客中还写了哪些内容：
来源： habr.com