211service.com
Intel izskatās ārpus silīcija
Intel ir izstrādājis jauna veida tranzistoru, kas izgatavots no cita materiāla, nevis silīcija, un kas var būt ātrāks un patērē mazāk elektroenerģijas nekā mūsdienu mikroshēmas. Un, galvenais, jaunie tranzistori ir ekonomiski, un tos var izgatavot, izmantojot esošās ražošanas iekārtas, jo tos var uzbūvēt tieši virs standarta silīcija plāksnēm. Šādas mikroshēmas, kas izgatavotas no šiem bezsilīcija komponentiem, joprojām ir vismaz desmit gadu attālumā, taču nozares eksperti uzskata, ka tās ir viena no daudzsološākajām iespējām silīcija aizstāšanai turpmākajos gados.
Labāks buferis: Intel ir parādījis, ka bezsilīcija tranzistorus var izgatavot uz silīcija plāksnītes, audzējot tos uz plāna bufera slāņa. Iepriekšējie bufera slāņi bija salīdzinoši biezi un tādējādi plaisa, sabojājot tranzistorus.
Tā kā tranzistori kļūst arvien mazāki, silīcijs, kas tos veido, nedarbojas tik labi: elektrība noplūst cauri slāņiem, izraisot pārmērīgu siltumu un kļūdainu loģiku. Intel un citu mikroshēmu ražošanas uzņēmumu, piemēram, AMD un IBM, kā arī universitāšu visā pasaulē pētnieki cenšas atrast silīcija aizstājēju. Dažiem ir aizdomas, ka atbilde varētu būt oglekļa nanocaurules vai cits oglekļa materiāls, ko sauc par grafēnu. (Skatiet sadaļu Oglekļa nanocauruļu datori un jauni grafēna tranzistori, parāda solījumu.) Taču citi iegulda naudu un pēta saliktos pusvadītājus — pusvadītāju klasi, kas ir izgatavota no periodiskās tabulas trešās un piektās kolonnas elementu kombinācijas. (Skatiet sadaļu “Tālāk par silīciju un Mūra likuma ievērošanu bez silīcija”).
Saliktie pusvadītāji ir pievilcīgi inženieriem, jo elektroni pa tiem pārvietojas vieglāk nekā caur silīciju. Tas nozīmē, ka saliktie pusvadītāji var darboties tikpat ātri vai ātrāk nekā tranzistors uz silīcija bāzes, taču nav nepieciešams tik liels spriegums. Ierīcēm sarūkot, ir ļoti svarīgi, lai tām būtu nepieciešams zems spriegums: pretējā gadījumā tās pārkarst un noplūst elektrība — problēmas, kas sāk nomocīt silīciju. Tomēr saliktos pusvadītājus nav viegli audzēt tieši uz silīcija. Materiāli bieži ir nesaderīgi ar silīciju — atomi ir izvietoti tā, lai tie slikti slāņotos. Slāņojot tieši vienu virs otra, rodas saplaisājis kristāls un bojāti tranzistori.
Intel ir piedāvājis risinājumu atomu neatbilstības problēmai rakstā, kas šodien tika prezentēts Starptautiskā elektronu ierīču sanāksme , Vašingtonā, DC. Lai izveidotu savus jaunos tranzistorus, pētnieki slāņoja saliktos pusvadītājus, ko sauc par indija gallija arsenīdu un indija alumīnija arsenīdu.
Kad šie materiāli ir sakrauti, to elektroniskās īpašības mijiedarbojas, veidojot kvantu akas — vietas, kur var tikt ierobežotas lādētas daļiņas, piemēram, elektroni, kas darbojas kā tranzistori. Maikls Meiberijs , komponentu izpētes direktors un Intel tehnoloģiju un ražošanas grupas viceprezidents. Lai izvairītos no deformācijas un plaisāšanas, pētnieki pievienoja abu materiālu bufera slāņus. Viltība ir nodrošināt, lai bufera slāņi saturētu atomu koncentrāciju, kas ir nedaudz vairāk saderīga ar silīciju. Bet, pievienojot vairāk slāņu, atomu atstatums lieliski atbilst tranzistora slāņiem. Mayberry saka, ka buferis ir nedaudz vairāk par vienu mikrometru biezs, un tas neļauj defektiem ietekmēt tranzistorus.
Protams, daudzi pētnieki ir ierosinājuši pievienot bufera slāņus starp silīcija un ne-silīcija materiāliem. Piemēram, uzņēmums sauc Amberwave , Salemā, NH, ko dibināja MIT materiālu zinātnes profesors Džins Ficdžeralds, ir izstrādāta pieeja, saskaņā ar kuru germānija tiek izmantota uz silīcija plāksnītes ar silīcija dioksīda slāni, kas ir iebūvēts izolācijas materiāls. (Skatiet sadaļu Ātruma pievienošana Silīcijs.)
Tomēr piezīmes Jēzus del Alamo , kurš ir arī MIT elektrotehnikas profesors, Intel pieeja ir unikāla ar to, ka pētnieki ir izaudzējuši bufera slāņus no tā paša materiāla, ko izmanto tranzistoriem. Turklāt viņš saka, ka Intel ir parādījis, ka labas kvalitātes iegūšanai ir nepieciešams tikai plāns bufera slānis. Viņš piebilst, ka biezs bufera slānis, kas var būt līdz pieciem mikrometriem biezs, ir dārgs un vairāk pakļauts plaisāšanai.
Darbs ir iespaidīgs, saka del Alamo. Ja jūs varat izveidot slāņa struktūru uz silīcija, tad substrāti jūtas un izskatās kā silīcijs, un visi instrumenti, kas ir izstrādāti silīcija ražošanai, var tikt atkārtoti izmantoti šajā jaunajā tehnoloģijā.
Tomēr Mayberry atzīmē, ka joprojām ir dažas problēmas, kas jārisina, pirms šie tranzistori var parādīties plaša patēriņa elektronikā. Pirmkārt, šiem jaunajiem tranzistoriem vārti vai ieslēgšanas-izslēgšanas slēdzis ir salīdzinoši liels - 80 nanometri. Mayberry saka, ka inženieriem tas būs jāsamazina, lai mikroshēmām būtu salīdzinoši augsts tranzistora blīvums. Viņš piebilst, ka tikmēr daži no šiem materiāliem var nonākt mikroshēmu izgatavošanas procesā, lai tos izmantotu īpašos mikroprocesoru komponentos.