Audi покаже новий електрокар «e-tron» на Шанхайському автосалоні
13 Квітня , 2017
Представлений метод діагностики захворювань за допомогою спектрального аналізу волосся
13 Квітня , 2017

Створено найскладніший на сьогоднішній день мікропроцесор, виготовлений з двовимірного матеріалу

Група вчених та інженерів з Віденського Технологічного університету, Австрія, створила те, що можна назвати найскладнішим на сьогоднішній день мікропроцесором, виготовленим з плоского двовимірного матеріалу. На кристалі цього чіпа знаходиться 115 транзисторів, виготовлених з найтоншої, товщиною в три атома, плівки молібденіту, дисульфіду молібдену (MoS2). Активний шар чіпа цього мікропроцесора має товщину в шість десятих нанометра, в той час, як товщина активного шару звичайних кремнієвих чіпів становить мінімум 100 нанометрів.
Вчені сподіваються, що використання в чіпах двовимірних матеріалів, таких, як графен і молібденіт, дозволить законом Гордона Мура протриматися ще досить довгий час. Графен є чудовим електричним провідником, що робить його ідеальним варіантом для виготовлення з’єднань між компонентами чіпа, а молібденіт є напівпровідником, з якого можна виготовляти елементи транзисторів і інших електронних компонентів.
До останнього часу, складність електронних пристроїв, виготовлених з двовимірних матеріалів, була невисока, зазвичай, схеми цих пристроїв мали по декілька екземплярів транзисторів. Новий пристрій, створений вченими з Відня, містить 115 транзисторів, розміщених на кремнієвій підкладці. Але, в принципі, схему цього найпростішого мікропроцесора можна було створити і на поверхні гнучкої полімерної підкладки.
Незважаючи на малу кількість транзисторів, “плоский” мікропроцесор здатний виконувати програми написані людьми, які зберігаються у зовнішній пам’яті, виконуючи логічні операції над даними і передаючи результати роботи на периферійні пристрої. Дослідний мікропроцесор здатний виконувати операції тільки з одним бітом даних в кожен момент часу, але архітектура мікропроцесора є масштабованою і без особливих труднощів, у майбутньому, можна буде створити більш складний пристрій, який оперуватиме даними з великою кількістю бітів.
Витрата енергії “плоским” процесором складає близько 60 мікроват при роботі на таких частотах від 2 до 20 кілогерц. “З точки зору продуктивності, наш пристрій не йде ні в яке порівняння з нинішніми кремнієвими процесорами” – пишуть дослідники, – “Тим не менше, він є першим кроком до створення електронних пристроїв нового покоління”.
Найменший елемент структури чіпа “плоского” мікропроцесора має розмір близько 2 мікрометрів. Тим не менше, вчені вважають, що перехід до елементів і транзисторів з довжиною каналу від 100 до 200 нанометрів не має викликати жодних труднощів, адже для виробництва “плоскої” електроніки використовуються ті ж самі методи, що й для виробництва звичайної кремнієвої електроніки. Покращивши, в майбутньому, якість сполучних контактів і зменшивши розміри елементів транзисторів до 1 нанометра можна буде домогтися різкого збільшення щільності і швидкості роботи чіпів процесорів.
На жаль, масове виробництво чіпів з транзисторами з молібденіту в даний час неможливо через відсутність технології виробництва високоякісної плівки цього матеріалу. Наявність дефектів у виготовлених плівках обумовлює те, що працездатними є лише п’ять відсотків від загальної кількості виготовлених транзисторів. Віденські вчені намагаються вирішити цю проблему шляхом розробки технології вирощування молібденітової плівки на поверхні цільової сапфірової підкладки, що дозволить усунути складні і дорогі етапи окремого вирощування плівки і прикріплення її до поверхні підкладки.
Крім вищезазначеної проблеми, для того, щоб почати всерйоз думати про чіпи з сотнями мільйонів “плоских” транзисторів, буде необхідно перейти від технології металооксидних напівпровідників n-типу (NMOS) до більш традиційної і менш вибагливої до кількості енергії CMOS-технології. “Такий перехід потребує використання іншого двомірного напівпровідникового матеріалу” – пишуть дослідники, – “Але у нас вже є кілька підходящих кандидатів, зокрема, діселенід вольфраму”.

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline