Výzkumníci vyrobili uhlíkový tranzistor s 1nm bránou
10.10.2016, Jan Vítek, aktualita
Vypadá to, že ambiciózní cesta společnosti TSMC k 1nm technologii není nemožná a že 5 nm skutečně nebude limit pro křemíkové čipy. Ostatně s takovými ultimáty jsme se setkali už mnohokrát, takže co je nového?
Pro výrobce vysoce výkonného hardwaru je schopnost vyvíjet nové výrobní postupy a technologie naprosto zásadní. Dnes je aktuální 14nm proces, přičemž Intel už najíždí na 10nm, přičemž AMD a NVIDIA pokukují spíše po 7nm procesu. Ovšem TSMC má dalekosáhlé plány, které mají vyústit v 1nm proces, přičemž už dnes firma vyčlenila 300 pracovníků pro vývoj 3nm procesu.
Vývoj nových technologií pokračuje především v laboratořích, kde se výzkumníci snaží vyrobit ten nejmenší tranzistor a nyní se jim podařilo vymyslet, jak přijít s takovým, který bude mít bránu s průměrem pouze 1 nm. Nicméně tento prototyp, jak ukazují okolní obrázky, není vyroben z křemíku, ale uhlíku.
Nový tranzistor mají na svědomí vědci z University of California v Berkeley, kteří říkají, že s výběrem těch pravých materiálů bude možné jít za hranici 5 nm. Mezi ty pravé materiály tak patří oxid zirkoničitý (ZrO2), sulfid molybdeničitý (MoS2) a uhlíková nanotrubička. MoS2 má vysoký odpor, který je ale v tomto případě v kombinaci s uhlíkovou nanotrubičkou výhodný, protože zabraňuje kvantovému tunelování. Tento jev nastává u klasických technologií pod hranicí 5 nm, kdy elektrony prostě začnou přeskakovat mezi tranzistory, což je pochopitelně zcela nevhodné a výsledný čip nemůže fungovat. Při použití MoS2 se to však neděje.
Možná že právě tuto technologii bere společnost TSMC v úvahu na své cestě k 1nm technologii, což ale bude vyžadovat nové postupy a nové materiály, takže k hmatatelným výsledkům je tu ještě dlouhá cesta. Důležité je na tom především to, že teoretický 5nm limit může být prolomen a nyní zbývá vyřešit "jen" to, jak s pomocí nových materiálů vyrábět tranzistory v hromadném měřítku, však pro nové čipy jich bude zapotřebí tvořit i desítky miliard, když už dnes může TSMC pomocí svého 16nm procesu vyrábět i čipy s 12 miliardami tranzistorů. Pak už nastupuje i ta otázka, zda to bude z ekonomického hlediska životaschopná technologie. Nejde už tak ani o platnost Mooreova zákona, jako spíše o to, aby výroba klasických tranzistorových čipů (i když s pomocí nových materiálů) měla před sebou ještě nejakou budoucnost.
Zdroj: Berkeley Lab
Vývoj nových technologií pokračuje především v laboratořích, kde se výzkumníci snaží vyrobit ten nejmenší tranzistor a nyní se jim podařilo vymyslet, jak přijít s takovým, který bude mít bránu s průměrem pouze 1 nm. Nicméně tento prototyp, jak ukazují okolní obrázky, není vyroben z křemíku, ale uhlíku.
Nový tranzistor mají na svědomí vědci z University of California v Berkeley, kteří říkají, že s výběrem těch pravých materiálů bude možné jít za hranici 5 nm. Mezi ty pravé materiály tak patří oxid zirkoničitý (ZrO2), sulfid molybdeničitý (MoS2) a uhlíková nanotrubička. MoS2 má vysoký odpor, který je ale v tomto případě v kombinaci s uhlíkovou nanotrubičkou výhodný, protože zabraňuje kvantovému tunelování. Tento jev nastává u klasických technologií pod hranicí 5 nm, kdy elektrony prostě začnou přeskakovat mezi tranzistory, což je pochopitelně zcela nevhodné a výsledný čip nemůže fungovat. Při použití MoS2 se to však neděje.
Možná že právě tuto technologii bere společnost TSMC v úvahu na své cestě k 1nm technologii, což ale bude vyžadovat nové postupy a nové materiály, takže k hmatatelným výsledkům je tu ještě dlouhá cesta. Důležité je na tom především to, že teoretický 5nm limit může být prolomen a nyní zbývá vyřešit "jen" to, jak s pomocí nových materiálů vyrábět tranzistory v hromadném měřítku, však pro nové čipy jich bude zapotřebí tvořit i desítky miliard, když už dnes může TSMC pomocí svého 16nm procesu vyrábět i čipy s 12 miliardami tranzistorů. Pak už nastupuje i ta otázka, zda to bude z ekonomického hlediska životaschopná technologie. Nejde už tak ani o platnost Mooreova zákona, jako spíše o to, aby výroba klasických tranzistorových čipů (i když s pomocí nových materiálů) měla před sebou ještě nejakou budoucnost.
Zdroj: Berkeley Lab
