Нанохлопья победили закон Мура: ученые нашли новый способ создания сверхмощных чипов

Группа исследователей из Городского университета Гонконга (CityUHK) представила новый подход к созданию универсальной и высокопроизводительной электроники с использованием транзисторов, изготовленных из нанопроволок и нанохлопьев разных размеров, передает Sci Tech Daily.

Новый метод упростит проектирование микросхем и поспособствует разработке электронных устройств, которые будут одновременно гибкими и энергоэффективными. Для преодоления растущего энергопотребления, ученые при проектировании чипов используют технологию под названием многозначная логика (MVL). Она позволяет обойти ограничения традиционных систем двоичной логики за счет значительного сокращения количества транзисторных компонентов и их соединений, что обеспечивает более высокую плотность информации и более низкое рассеивание мощности на чипе.

Сегодня исследователи создают различные устройства MVL, в том числе антиамбиполярные транзисторы (ААТ) — это класс транзисторов, в которых положительные ("дырки") и отрицательные (электроны) носители заряда могут перемещаться одновременно внутри полупроводникового канала. Однако в существующих устройствах на основе AAT преимущественно используются двумерные или органические материалы, которые нестабильны для крупномасштабной интеграции полупроводниковых устройств. Кроме того, их частотные характеристики и энергоэффективность почти не исследовались.

Чтобы устранить эти ограничения, ученые из CityUHK под руководством профессора Джонни Хо разработали схемы на основе антиамбиполярных устройств с более высокой информативностью, плотностью и меньшим количеством взаимосвязей, а также изучили их частотные характеристики. Команда создала передовую технику химического осаждения из паровой фазы для создания нового транзистора смешанных размеров, который сочетает в себе уникальные свойства высококачественных нанопроволок (GaAsSb) и нанохлопьев (MoS2).

Новые антиамбиполярные транзисторы получили исключительные характеристики, т.к. они могут одновременно реализовывать многозначные логические схемы и умножители частоты, что делает их уникальными, пояснили ученые.

Характеристики многозначной логики упрощают сложные проводные сети и уменьшают рассеиваемую мощность чипа. Уменьшение размеров устройства делает быстрым и энергоэффективным, что приведет к созданию высокопроизводительных цифровых и аналоговых схем, уверены разработчики.

"Наши результаты показывают, что антиамбиполярные устройства смешанной размерности позволяют проектировать микросхемы с высокой плотностью хранения информации и способностью ее обработки, — сказал профессор Хо. — До сих пор большинство исследователей пытались сделать процессоры как можно меньше, чтобы обеспечить соблюдение закона Мура. Но само существование антиамбиполярного транзистора показывает превосходство над другими существующими технологиями. Наша технология является большим шагом на пути к многофункциональным интегральным схемам и телекоммуникационным технологиям следующего поколения".

Исследование также открывает возможность дальнейшего упрощения сложных интегральных схем для повышения производительности.

Ранее мы писали о том, что тысячи покупателей не получат люксовые авто из-за "неправильного" чипа. Автомобили застряли на таможне, пока Volkswagen пытается заменить подсанкционную китайскую электронику на другую.