Нанопластівці перемогли закон Мура: вчені знайшли новий спосіб створення надпотужних чипів

Група дослідників з Міського університету Гонконгу (CityUHK) представила новий підхід до створення універсальної та високопродуктивної електроніки з використанням транзисторів, виготовлених із нанодротиків і нанопластівців різних розмірів, передає Sci Tech Daily.

Новий метод спростить проєктування мікросхем і посприяє розробленню електронних пристроїв, які будуть одночасно гнучкими та енергоефективними. Для подолання щораз більшого енергоспоживання, вчені під час проєктування чипів використовують технологію під назвою багатозначна логіка (MVL). Вона дає змогу обійти обмеження традиційних систем двійкової логіки завдяки значному скороченню кількості транзисторних компонентів та їхніх з'єднань, що забезпечує вищу щільність інформації та нижче розсіювання потужності на чипі.

Сьогодні дослідники створюють різні пристрої MVL, зокрема антиамбіполярні транзистори (ААТ) — це клас транзисторів, у яких позитивні ("дірки") і негативні (електрони) носії заряду можуть переміщуватися одночасно всередині напівпровідникового каналу. Однак в наявних пристроях на основі AAT переважно використовуються двовимірні або органічні матеріали, які нестабільні для великомасштабної інтеграції напівпровідникових пристроїв. Крім того, їхні частотні характеристики та енергоефективність майже не досліджувалися.

Щоб усунути ці обмеження, вчені з CityUHK під керівництвом професора Джонні Хо розробили схеми на основі антиамбіполярних пристроїв із вищою інформативністю, щільністю і меншою кількістю взаємозв'язків, а також вивчили їхні частотні характеристики. Команда створила передову техніку хімічного осадження з парової фази для створення нового транзистора змішаних розмірів, що поєднує в собі унікальні властивості високоякісних нанодротиків (GaAsSb) і нанопластівців (MoS2).

Нові антиамбіполярні транзистори отримали виняткові характеристики, тому що вони можуть одночасно реалізовувати багатозначні логічні схеми і помножувачі частоти, що робить їх унікальними, пояснили вчені.

Характеристики багатозначної логіки спрощують складні дротові мережі та зменшують розсіювану потужність чипа. Зменшення розмірів пристрою робить його швидшим та енергоефективнішим, що призведе до створення високопродуктивних цифрових і аналогових схем, упевнені розробники.

"Наші результати показують, що антиамбіполярні пристрої змішаної розмірності дають змогу проєктувати мікросхеми з високою щільністю зберігання інформації та здатністю її оброблення, — сказав професор Хо. — Досі більшість дослідників намагалися зробити процесори якомога меншими, щоб забезпечити дотримання закону Мура. Але саме існування антиамбіполярного транзистора показує перевагу над іншими наявними технологіями. Наша технологія є великим кроком на шляху до багатофункціональних інтегральних схем і телекомунікаційних технологій наступного покоління".

Дослідження також відкриває можливість подальшого спрощення складних інтегральних схем для підвищення продуктивності.

Раніше ми писали про те, що тисячі покупців не отримають люксові авто через "неправильний" чип. Автомобілі застрягли на митниці, поки Volkswagen намагається замінити підсанкційну китайську електроніку на іншу.