Kami membahas alternatif untuk pengembangan produk semikonduktor.
/ foto Taylor Vick UnsplashTerakhir kali
kami berbicara tentang bahan yang dapat menggantikan silikon dalam produksi transistor dan memperluas kemampuan mereka. Hari ini kita membahas pendekatan alternatif untuk pengembangan produk semikonduktor dan aplikasi apa yang akan mereka temukan di pusat data.
Transistor piezoelektrik
Perangkat tersebut memiliki komponen piezoelektrik dan piezoresistif strukturnya. Yang pertama mengubah impuls listrik menjadi suara. Yang kedua menyerap gelombang suara ini, berkontraksi dan, dengan demikian, membuka atau menutup transistor. Samarium selenide (
slide 14 ) digunakan sebagai zat piezoresistif - tergantung pada tekanan,
ia berperilaku sebagai semikonduktor (dengan resistansi tinggi) atau sebagai logam.
Salah satu yang pertama mempresentasikan konsep transistor piezoelektrik di IBM. Insinyur perusahaan telah berkembang di bidang ini
sejak 2012 . Rekan-rekan mereka dari Laboratorium Fisik Nasional Inggris Raya, Universitas Edinburgh dan Auburn juga bekerja ke arah ini.
Transistor piezoelektrik menghilangkan energi secara signifikan lebih sedikit daripada perangkat silikon. Pertama-tama, mereka
berencana untuk menggunakan teknologi dalam gadget kecil, dari mana sulit untuk menghilangkan panas - telepon pintar, radio, radar.
Transistor piezoelektrik juga dapat digunakan dalam prosesor server untuk pusat data. Teknologi ini akan meningkatkan efisiensi energi perangkat keras dan akan mengurangi biaya operator pusat data pada infrastruktur TI.
Tunneling transistor
Salah satu tugas utama produsen perangkat semikonduktor adalah desain transistor yang dapat diaktifkan pada tegangan rendah. Transistor terowongan dapat menyelesaikannya. Perangkat semacam itu dikendalikan oleh
efek terowongan kuantum .
Jadi, ketika tegangan eksternal diberikan, perpindahan transistor lebih cepat, karena elektron lebih mungkin melintasi penghalang dielektrik. Akibatnya, perangkat memerlukan tegangan beberapa kali lebih rendah untuk beroperasi.
Pengembangan transistor tunneling melibatkan ilmuwan dari MIPT dan Universitas Jepang Tohoku. Mereka menggunakan graphene dua lapis untuk
membuat perangkat yang bekerja 10-100 kali lebih cepat daripada rekan silikon. Menurut para insinyur, teknologi mereka
akan memungkinkan mereka
untuk mendesain prosesor yang akan dua puluh kali lebih produktif daripada model unggulan modern.
/ foto PxHere PDPada waktu yang berbeda, prototipe transistor tunneling diimplementasikan menggunakan berbagai bahan - selain graphene, mereka adalah
nanotube dan
silikon . Namun, teknologinya belum meninggalkan dinding laboratorium, dan tidak ada pertanyaan tentang produksi skala besar perangkat berdasarkan itu.
Transistor berputar
Pekerjaan mereka didasarkan pada pergerakan elektron berputar. Putaran bergerak menggunakan medan magnet luar, memesannya dalam satu arah dan membentuk arus putaran. Perangkat yang bekerja dengan arus ini mengonsumsi energi seratus kali lebih sedikit daripada transistor silikon, dan
dapat beralih dengan kecepatan satu miliar kali per detik.
Keuntungan utama dari perangkat spin adalah fleksibilitasnya. Mereka menggabungkan fungsi perangkat penyimpanan informasi, detektor untuk membacanya, dan saklar untuk mentransmisikannya ke elemen lain dari chip.
Dipercaya bahwa konsep transistor putaran pertama
diperkenalkan oleh insinyur Supriyo Datta dan Biswajit Das pada tahun 1990. Sejak itu, perusahaan IT besar,
seperti Intel , telah melakukan pengembangan di bidang ini. Namun, seperti yang
diakui para insinyur, spin transistor belum akan muncul di produk konsumen.
Transistor Logam ke Udara
Pada intinya, prinsip-prinsip operasi dan desain transistor logam-udara menyerupai transistor
MOSFET . Dengan beberapa pengecualian: saluran dan sumber transistor baru adalah elektroda logam. Rana perangkat terletak di bawahnya dan diisolasi dengan film oksida.
Tiriskan dan sumber dipisahkan satu sama lain pada jarak tiga puluh nanometer, yang memungkinkan elektron bebas melewati wilayah udara. Pertukaran partikel bermuatan terjadi karena
emisi lapangan .
Pengembangan transistor logam-udara yang
terlibat dalam tim dari University of Melbourne - RMIT. Para insinyur mengatakan teknologi ini akan "menghidupkan kehidupan baru" ke dalam hukum Moore dan memungkinkan pembangunan seluruh jaringan 3D dari transistor. Produsen chip akan dapat berhenti terlibat dalam pengurangan tanpa henti dalam proses teknologi dan akan terlibat dalam pembentukan arsitektur 3D yang kompak.
Menurut pengembang, frekuensi operasi jenis transistor baru akan melebihi ratusan gigahertz. Rilis teknologi kepada massa akan memperluas kemampuan sistem komputasi dan meningkatkan kinerja server di pusat data.
Sekarang tim mencari investor untuk melanjutkan penelitian mereka dan menyelesaikan kesulitan teknologi. Tiriskan dan sumber elektroda meleleh di bawah pengaruh medan listrik - ini mengurangi kinerja transistor. Mereka berencana untuk memperbaiki kekurangan dalam beberapa tahun mendatang. Setelah itu, para insinyur akan memulai persiapan untuk peluncuran produk di pasar.
Apa lagi yang kami tulis di blog perusahaan kami: