نناقش بدائل لتطوير منتجات أشباه الموصلات.
/ الصورة تايلور فيك Unsplashتحدثنا آخر مرة عن المواد التي يمكن أن تحل محل السيليكون في إنتاج الترانزستورات وتوسيع قدراتها. نناقش اليوم الطرق البديلة لتطوير منتجات أشباه الموصلات والتطبيقات التي سيجدونها في مراكز البيانات.
الترانزستورات كهرضغطية
هذه الأجهزة لديها في هيكلها مكونات كهرضغطية و piezoresistive. الأول يحول النبضات الكهربائية إلى نبضات صوتية. الثانية تمتص هذه الموجات الصوتية ، والعقود ، وبالتالي ، يفتح أو يغلق الترانزستور. يستخدم Samarium selenide (
الشريحة 14 ) كمادة خافضة للضغط - حسب الضغط ،
يتصرف إما كأشباه موصلات (بمقاومة عالية) أو كمعدن.
واحدة من أولى لتقديم مفهوم الترانزستور كهرضغطية في IBM. يعمل مهندسو الشركة في هذا المجال
منذ عام 2012 . ويعمل زملاؤهم من المختبر الوطني الفيزيائي لبريطانيا العظمى وجامعة إدنبره وأوبرن في هذا الاتجاه.
يعمل الترانزستور الكهروإجهادي على تبديد طاقة أقل بكثير من أجهزة السيليكون. بادئ ذي
بدء ،
يخططون لاستخدام التكنولوجيا في الأدوات الصغيرة ، والتي من الصعب إزالة الحرارة - الهواتف الذكية وأجهزة الراديو والرادارات.
يمكن أيضًا استخدام الترانزستورات الكهروإجهادية في معالجات الخوادم لمراكز البيانات. ستزيد التقنية من كفاءة استخدام الطاقة للأجهزة وستقلل من تكلفة مشغلي مراكز البيانات على البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات.
نفق الترانزستورات
واحدة من المهام الرئيسية لمصنعي أجهزة أشباه الموصلات هو تصميم الترانزستورات التي يمكن التبديل في الفولتية المنخفضة. الترانزستورات النفق قادرة على حلها. يتم التحكم في هذه الأجهزة بواسطة
تأثير النفق الكمومي .
وبالتالي ، عندما يتم تطبيق الجهد الخارجي ، يكون تبديل الترانزستور أسرع ، حيث من المرجح أن تتجاوز الإلكترونات حاجز العزل الكهربائي. نتيجة لذلك ، يتطلب الجهاز عدة مرات الجهد المنخفض للعمل.
تطوير ترانزستورات الأنفاق شمل علماء من MIPT وجامعة توهوكو اليابانية. لقد استخدموا جرافين من طبقتين
لإنشاء جهاز يعمل بشكل أسرع بمعدل 10 إلى 100 مرة من نظيرات السيليكون. وفقًا للمهندسين ، فإن تقنيتهم
ستسمح لهم بتصميم معالجات ستكون أكثر إنتاجية بمقدار عشرين مرة من الموديلات الرائدة الحديثة.
/ الصورة PxHere PDفي أوقات مختلفة ، تم تنفيذ نماذج أولية من الترانزستورات في الأنفاق باستخدام مواد مختلفة - بالإضافة إلى الجرافين ، كانت
الأنابيب النانوية والسليكون . ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا لم تترك بعد جدران المختبرات ، وليس هناك شك في إنتاج الأجهزة على نطاق واسع على أساسها.
تدور الترانزستورات
ويستند عملهم على حركة يدور الإلكترون. تتحرك اللفات باستخدام مجال مغناطيسي خارجي ، وترتيبها في اتجاه واحد وتشكيل تيار الدوران. تستهلك الأجهزة العاملة مع هذا التيار طاقة أقل بمقدار مائة مرة من ترانزستورات السيليكون ،
ويمكنها التبديل بسرعة مليار مرة في الثانية.
الميزة الرئيسية للأجهزة الدورانية هي تعدد استخداماتها. فهي تجمع بين وظائف جهاز تخزين المعلومات ، وكاشف لقراءته ، ومحول لنقله إلى عناصر أخرى من الشريحة.
يُعتقد أن أول مفهوم لمفهوم ترانزستور تم
تقديمه بواسطة المهندسين Supriyo Datta و Biswajit Das في عام 1990. منذ ذلك الحين ، بدأت شركات تكنولوجيا المعلومات الكبيرة ،
مثل Intel ، في تطوير هذا المجال. ومع ذلك ، كما
يعترف المهندسون ، لن تظهر الترانزستورات الدورانية في المنتجات الاستهلاكية حتى الآن.
المعادن إلى الهواء الترانزستورات
في جوهرها ، تشبه مبادئ التشغيل وتصميم الترانزستور الهواء المعدني الترانزستورات
MOSFET . مع بعض الاستثناءات: استنزاف ومصدر الترانزستور الجديد أقطاب معدنية. يقع مصراع الجهاز تحتها ومعزول مع فيلم أكسيد.
يتم فصل الصرف والمصدر عن بعضهما البعض على مسافة ثلاثين نانومترًا ، مما يسمح للإلكترونات بالمرور بحرية عبر الفضاء الجوي. يحدث تبادل الجسيمات المشحونة بسبب
انبعاث المجال .
تطوير ترانزيستورات الهواء - المعدني
المشاركة في فريق من جامعة ملبورن - RMIT. يقول المهندسون إن التكنولوجيا "ستنفس حياة جديدة" في قانون مور وتسمح ببناء شبكات ثلاثية الأبعاد بالكامل من الترانزستورات. سيكون بمقدور شركات تصنيع الرقاقات التوقف عن الانخراط في تخفيض لا نهاية له في العمليات التكنولوجية وستشارك في تشكيل أبنية ثلاثية الأبعاد مدمجة.
وفقًا للمطورين ، فإن معدل تشغيل النوع الجديد من الترانزستورات سيتجاوز مئات جيجاهيرتز. سيؤدي إطلاق التكنولوجيا إلى الجماهير إلى توسيع قدرات أنظمة الحوسبة وزيادة أداء الخوادم في مراكز البيانات.
يبحث الفريق الآن عن المستثمرين لمواصلة أبحاثهم وحل الصعوبات التكنولوجية. أقطاب التصريف والمصدر تذوب تحت تأثير الحقل الكهربائي - وهذا يقلل من أداء الترانزستور. انهم يخططون لتصحيح النقص في العامين المقبلين. بعد ذلك ، سيبدأ المهندسون الاستعدادات لإطلاق المنتج في السوق.
ماذا نكتب في مدونة شركتنا: