Kina zhvillon një transistor pa silikon, i cili pretendohet të jetë më i shpejti ndonjëherë
Studiuesit kinezë në Universitetin e Pekinit kanë njoftuar atë që duket si një përparim në projektimin e transistorëve, i cili nëse komercializohet, mund ta ndryshojë në mënyrë dramatike drejtimin e zhvillimit të mikroprocesorëve.
Ekipi krijoi një tranzistor pa silikon bazuar në një material dy-dimensional, oksiselenidin e bizmutit.
Inovacioni mbështetet në arkitekturën gate-all-around (GAAFET), ku gate-i i tranzistorit mbështillet plotësisht rreth burimit. Dizajnet tradicionale FinFET, të cilat dominojnë procesorët aktualë me bazë silikoni, lejojnë vetëm mbulim të pjesshëm të gate-it. Kjo strukturë me mbështjellje të plotë rrit zonën e kontaktit midis gate-it dhe kanalit, duke përmirësuar performancën duke zvogëluar rrjedhjet e energjisë dhe duke mundësuar kontroll më të mirë të rrymës.
I botuar në Nature Materials , artikulli sugjeron që GAAFET-i i ri 2D mund të rivalizojë ose edhe t’i tejkalojë transistorët e silikonit si në shpejtësi ashtu edhe në efikasitetin e energjisë.
Studiuesit pretendojnë se transistori i tyre 2D arrin shpejtësi 40% më të shpejta se çipat më të fundit 3nm të Intel , ndërsa përdor 10% më pak energji, një performancë që do ta vendoste atë përpara procesorëve aktualë nga TSMC dhe Samsung.
Mbulimi i pjesshëm i portës në dizajnet tradicionale kufizon kontrollin e rrymës dhe rrit humbjen e energjisë. Struktura e re me portë të plotë i adreson këto probleme, duke rezultuar në fitim të lartë të tensionit dhe përdorim ultra të ulët të energjisë. Ekipi ka ndërtuar tashmë njësi të vogla logjike duke përdorur dizajnin e ri.
“Është transistori më i shpejtë dhe më efikas ndonjëherë”, tha Universiteti i Pekinit. Këto pretendime mbështeten nga testet e kryera në kushte identike me ato të përdorura për çipat kryesorë komercialë.
“Nëse inovacionet në çipa të bazuara në materialet ekzistuese konsiderohen si një ‘shkurtër’, atëherë zhvillimi ynë i transistorëve 2D të bazuar në materiale është i ngjashëm me ‘ndryshimin e korsive’”, tha profesori Peng Hailin, shkencëtari kryesor i projektit.
Ndryshe nga strukturat vertikale të FinFET-ve, dizajni i ri i ngjan urave të ndërthurura. Ky ndryshim arkitektonik mund të kapërcejë kufizimet e miniaturizimit me të cilat përballet teknologjia e silikonit, veçanërisht ndërsa industria shtyn poshtë pragut 3 nm. Gjithashtu mund të jetë në dobi të laptopëve më të shpejtë që kërkojnë çipa të tillë kompaktë.
Ekipi zhvilloi dy materiale të reja me bazë bizmuti: Bi₂O₂Se si gjysmëpërçues dhe Bi₂SeO₅ si dielektrik i portës.
Këto materiale kanë energji të ulët ndërfaqeje, duke zvogëluar defektet dhe shpërndarjen e elektroneve.
“Kjo lejon që elektronet të rrjedhin pothuajse pa rezistencë, si uji përmes një tubi të lëmuar”, shpjegoi Peng.
Rezultatet e performancës mbështeten nga llogaritjet e teorisë funksionale të dendësisë (DFT) dhe validohen përmes testeve fizike duke përdorur një platformë fabrikimi me precizion të lartë në PKU.
Studiuesit pohojnë se transistorët mund të prodhohen duke përdorur infrastrukturën aktuale të gjysmëpërçuesve, duke thjeshtuar integrimin në të ardhmen.