211service.com
Jauna mikroshēma norāda tālāk par silīciju
Pirmās izsmalcinātās elektroniskās shēmas, kas izgatavotas no germānija, kas ir daudzsološa alternatīva silīcijam, parāda datoru industrijas ceļu uz priekšu, pārsniedzot šobrīd sasniegtos fiziskos ierobežojumus. Pētnieki no Purdjū universitātes šonedēļ demonstrēja ķēdes Starptautiskā elektronu ierīču sanāksme Sanfrancisko.
Pārslēgšanās no silīcija uz germāniju būtu ironisks pavērsiens. Pirmais tranzistors, kas tika izveidots Bell Labs 1947. gadā, tika izgatavots no germānijas plātnes — elementa, kas periodiskajā tabulā atrodas vienu vietu zem silīcija. Germānija tika izmēģināta, jo lādiņš plūst caur to ļoti ātri, kas ir galvenais tranzistora īpašums. Bet, kamēr inženieri izstrādāja integrētās shēmas un to ražošanu plašā mērogā, germānija tika atvēlēta silīcijam, jo ar to ir vieglāk strādāt.
Tagad, kad ražotāji saskata problēmas ar silīcija nepārtrauktu miniaturizāciju, germānija piedzīvo atdzimšanu. Purdjū universitātes inženiera demonstrētās germānijas shēmas Peide Ye un kolēģi ierosina, ka materiāls varētu būt gatavs komercializācijai pēc dažiem gadiem.
Visniecīgākie mūsdienās ražotie tranzistori ir tikai 14 nanometri, un tie ir salikti neticami cieši kopā. Pusvadītāju rūpniecība atklāj, ka jebkura mazāka apjoma palielināšana rada virkni problēmu. Vienā panelī, kas notika IEDM konferences laikā, Marks Bors , Intel vecākais līdzstrādnieks, aplēsa, ka silīcija mērogošana beigsies apmēram pēc desmit gadiem. Mana vispārējā atbilde ir mežonīgs entuziasms par jebkuru jaunu ideju, viņš teica.
Ar izcilām elektriskām īpašībām germānija vienmēr ir solījusi izveidot ātrākas ķēdes nekā silīcijs. Taču inženieri nevarēja to izmantot, lai izveidotu kompaktas, energoefektīvas shēmas, kuru pamatā ir nozarē iedibinātā ražošanas tehnika, kas pazīstama kā papildu metāla oksīda pusvadītāja jeb CMOS tehnoloģija.
CMOS shēmās tiek izmantoti tranzistori, kas vada negatīvus lādiņus, ko sauc par nFETS, un tranzistori, kas vada pozitīvus lādiņus, ko sauc par pFET.
Germānija pFET ir slam dunk, Krišna Sarasvats , Stenfordas universitātes elektroinženieris, kurš nav iesaistīts Ye projektā, taču nFET ir bijis vājais kakls. Jūs nāca klajā ar jaunu germānija nFET dizainu, kas ievērojami uzlabo to veiktspēju.
Sarasvats ir daļēji atbildīgs par intereses atjaunošanu par germānija, kad 2002. gadā viņš publicēja pirmo rakstu, kurā aprakstīti augstas veiktspējas germānija tranzistori, kas bija divas līdz trīs reizes labāki par silīcija ekvivalentiem. Pamatzinātne ir paveikta, un tagad mēs redzam darbu pie pamata inženierijas, saka Sarasvats.
Citi alternatīvi materiāli, piemēram, oglekļa nanocaurules vai saliktie pusvadītāji, kas izgatavoti no vairākiem elementiem, arī liecina par solījumu aizstāt silīciju, taču mikroshēmu nozarei tos būs grūtāk iemācīties izmantot. Turpretim mikroshēmu ražotāji jau izmanto germāniju silīcija pFET. Ikreiz, kad varat tikt galā ar elementāriem pusvadītājiem, piemēram, silīciju vai germāniju, tas ir vieglāk, saka Sjulinga Li , inženieris Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign.