İlk 2 nm çipler bizi silikonun sınırına yaklaştırıyor: bunlar, batonlarını almak isteyen malzemelerden ikisi.

IBM ve TSMC zaten üretim yapıyor ilk 2nm çipler. Bu iki şirket yakın zamanda bu fotolitografinin hazır olduğunu doğruladı ve şu anda bu yarı iletkenleri yalnızca bir test ortamında üretirken, tam ölçekli üretim çok da uzak değil.

Aslında TSMC, 2022’de 3nm çiplerin seri üretimine başlayacağını doğruladı. ve 2023’te 2nm entegrasyon teknolojisi ile aynı şeyi yapacak. Bu hızlı gelişme bize, attığımız her adımın bizi silikon teknolojisinin fiziksel sınırına biraz daha yaklaştırdığını hatırlatıyor, ancak gerçekte bu zorluk yeni değil.

Ana yarı iletken üreticileri ve gezegendeki en önemli üniversitelerden bazılarıyla bağlantılı çok sayıda araştırma grubu uzun yıllardır çalışmaktadır. bu zorluğun çözümünde. Hatta onlarca yıl.

Şu anda açık olan birkaç araştırma hattı var ve bu zorluğun çözümünün, birçoğunun önerdiklerini birleştirmeyi gerektirmesi muhtemeldir.

Şu anda açık olan birkaç araştırma hattı var ve muhtemelen çözüm bunlardan birine bahse girmeyi gerektirecek, ancak ileriye giden yolun bizi davet etmesi daha olasıdır. birkaçının bir arada yaşamasına izin vermek araştırmacıların şu anda üzerinde çalışmakta olduğu önerilerden.

Bununla birlikte, abartmamıza da gerek yok: Bildiğimiz şekliyle silikon teknolojisinin daha gidecek çok yolu var. Her şey TSMC’nin planladığı gibi gitse ve 2nm fotolitografi yarı iletkenlerinin seri üretimi 2023’te başlasa bile, hem bu süreç hem de bundan sonra gelecek olanlar art arda rafine edilebilirbu yüzden en azından bu on yıl boyunca bizimle olacaklarını beklemek mantıklı.

Her durumda, bu makalede, bir göz atmanızı öneririz. iki araştırma hattı Araştırmacıların şu anda üzerinde çalıştığı en umut verici. Bize çekici sonuçlar veren sadece bunlar değil ve bu raporla ilgileniyorsanız, daha fazla seçeneği keşfetmemize olanak tanıyan başka bir rapor hazırlayacağız, ancak bunlar bizi yarı iletkenlerin geleceğiyle iyimser bir şekilde yüzleşmeye davet eden iki çözüm. .

Galyum arsenit yarı iletkenleri umut vaat ediyor. Çok fazla

bu galyum arsenit özel bir yarı iletkendir. Hatta bir bakıma cüretkar. Ve tabii ki silikon da dahil olmak üzere, temel yarı iletkenler soyunun bir parçası olmasa da, onu çok çekici kılan ve elektronik endüstrisinin spot ışığına yerleştiren özelliklere sahip olmasıdır.

Uzun bir süredir, diğerlerinin yanı sıra fotoelektrik hücre ve telekomünikasyon ekipmanı üreticileri, tüketici elektroniği markalarıyla paylaşmak zorunda kaldı, bu nedenle kullanıcılar yakında bunun etkisinin farkına varacaklar. zaten sahip olduğunve olacak, hayatımızda.

bu temel yarı iletkenler tek bir kimyasal elementten oluşmalarıyla karakterize edilirler, ancak çok fazla kimya bilmesek de tahmin edebileceğimiz gibi galyum arsenit (GaAs) galyum (Ga) ve arsenikten (As) oluşur.

Elektriksel iletkenlik kapasitesine sahip elementlerde atomlarındaki elektronların bir kısmı serbest elektronlariletkenin uçlarına potansiyel farkı uyguladığımızda bir atomdan diğerine geçebilir.

Tam olarak, bu elektronları hareket ettirme yeteneği olarak bildiğimiz şeydir. elektrik akımıve hepimiz sezgisel olarak metallerin elektriği iyi ilettiklerini biliyoruz. İlginç bir şekilde, bir atomdan diğerine hareket edebilen ve böylece elektrik yükünü taşımayı başarabilen birçok serbest elektrona sahip oldukları için böyledirler.

Galyum arsenit bir yarı iletkendir ve bu, belirli koşullar altında elektrik yükü taşıyabileceği anlamına gelir. Doğru koşullar sağlandığında elektronlarının hareketliliği silikon veya germanyum gibi yarı iletkenlerden çok daha yüksektir. Bu da elektrik yükü taşıma yeteneğinin de üstün olduğu anlamına gelir.

Bu bileşiğin çok ilginç bir başka özelliği de yüksek doyma hızı. Bu parametre, elektronların kristal yapısında hareket edebildikleri maksimum hızı yansıtır. Bu maksimum hız, yer değiştirmeleri sırasında elektronların maruz kaldığı dağılımla sınırlıdır.

Doğru koşullar altında, galyum arsenidin elektron hareketliliği, silikon veya germanyum gibi yarı iletkenlerden çok daha yüksektir.

Şimdiye kadar gördüğümüz her şeyin en ilginç ve anlaşılması kolay sonucu, uygun koşullar verildiğinde elektronların daha fazla ve daha hızlı hareket ederler galyum arsenit içinde silikondan daha. Ve bu özelliğin çok önemli yansımaları var.

Bunlardan biri, galyum arsenit transistörlerinin çalışabilmesidir. 250 GHz üzerindeki frekanslaroldukça etkileyici bir rakam. Ek olarak, aşırı ısınmaya karşı nispeten bağışıktırlar ve elektronik devrelerde, özellikle yüksek frekansların çalıştırılması gerektiğinde, silikon cihazlardan daha az gürültü üretirler.

Şimdiye kadar, bu yarı iletkenin yalnızca silikondan üstün olduğu en çekici özelliklerini araştırdık. Ancak bu son elementin de güçlü yönleri vardır ve bunlar önemlidir, bu nedenle en mantıklı şey galyum arsenit’i düşünmektir. silikonun tamamlayıcısı olarakveya yüksek frekanslarda çalışmanın gerekli olduğu belirli uygulamalarda buna bir alternatif.

Karbon nanotüpler (neredeyse) kurtarmaya hazır

İlk karbon nanotüp transistörleri, IBM tarafından yirmi yıldan fazla bir süre önce üretildi ve bize bunun gerçekten yeni bir teknoloji olmadığını hatırlattı. Tahmin edebileceğimiz gibi, bu malzeme çok ince karbon atomu tabakaları tuhaf bir boru şekilli geometriye sahip bir yapı benimseyen.

Onu bu kadar çekici yapan şey, tam olarak öyle olmasıdır. mükemmel bir yarı iletkenbu da onu, kağıt üzerinde çok yüksek enerji verimliliğine sahip olması gereken yüksek performanslı çipler üretmek için ideal bir aday yapar. Bu teknolojinin son yirmi yılda kat ettiği yol zorluydu, ancak bizi karbon nanotüpleri iyimser bir şekilde görmeye davet eden çok dikkate değer bir gelişme geçirdi.

En alakalı kilometre taşlarından biri 2019’da MIT’de (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü) gerçekleşti. Ve prestijli bilim dergisi Nature’ın o sırada bildirdiği gibi, bu üniversiteden bir grup araştırmacı ince ayar yapmayı başardı. 16 bit mikroişlemci tamamen 14.000 karbon nanotüp transistörden oluşuyor.

Şu anda bilgisayarlarımızda ve cep telefonlarımızda bulabileceğimiz mikroişlemcilerle karşılaştırıldığında bu çipin çok basit olduğuna şüphe yok, ancak öyle olsa bile, karbon nanotüp çipinin daha karmaşık olduğunu akılda tutarsak, büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor. sadece birkaç yıl önce üretildi, 2013’te sadece 178 transistör.

Buna ek olarak, MIT araştırmacıları başarılarına katkıda bulunan bir şey elde ettiler: karbon nanotüp mikroişlemcilerini yapmak için tam olarak kullandılar. aynı üretim teknolojisi günümüz işlemcilerinin üretiminde kullanılmaktadır. Bu da, teknolojisinin, günümüzde silikon yarı iletkenlerin üretildiği tesislerde ve görece kolaylıkla daha karmaşık yongaların seri üretimini mümkün kılmak için rafine edilip ölçeklenebilmesi gerektiği anlamına geliyor.

Karbon nanotüplü çiplerin imalatının üstesinden gelmesi gereken ana engellerden biri, bu malzemenin ideal saflığa sahip olmasını sağlamanın zor olmasıdır.

Karbon nanotüplü çiplerin imalatının üstesinden gelmesi gereken ve pratikte silikona alternatif olmalarını engelleyen ana engellerden biri, bu malzemeyi elde etmenin zor olmasıdır. gerekli saflığa sahip olmak. Şu anda, karbon nanotüpler %99,99 saflıkla üretiliyor ve araştırmacılar, üretimlerinin, en az altı ondalık dokuzluk ile, %99,999999 saflığa ulaşmamıza izin verene kadar rafine edilmesi gerektiğini söylüyorlar.

Bilimsel alanın dışında, bu iki rakam arasındaki fark çok küçük görünebilir, ama öyle değil. Aslında, saflıktaki bu fark, karbon nanotüplerin yarı iletken gibi davranmayı bırakve bir metale dönüşmeye devam edin. Ve mantıksal olarak, onları çip üretmek için kullanmak istiyorsak bu bir problemdir.

Her halükarda, bir an için geriye dönüp nereden geldiğimizi görürsek, makul ölçüde iyimser olabiliriz. Silikon bize birkaç yıl daha hizmet vermeyi vaat ediyor ve belki de bu süre zarfında araştırmacılar zorlukları çözmek bu, karbon nanotüp transistörleri kullanan karmaşık çiplerin gelişimini hala artırıyor. Beklentilerimizin gerçekleştiğine dair parmaklarımızı çaprazlayalım.

(function() {window._JS_MODULES = pencere._JS_MODULES || {};var headElement = document.getElementsByTagName(‘head’)[0];if (_JS_MODULES.instagram) {var instagramScript = document.createElement(‘script’);instagramScript.src=”https://platform.instagram.com/en_US/embeds.js”;instagramScript.async = true;instagramScript. erteleme = true;headElement.appendChild(instagramScript);}})();

– Haberler İlk 2 nm çipler bizi silikonun sınırına yaklaştırıyor: bunlar, batonlarını almak isteyen malzemelerden ikisi. aslen yayınlandı Xataka Juan Carlos Lopez’in fotoğrafı.

Orijinal kaynağı kontrol edin

Bunu severim:

Severim Yükleniyor…