Čínska inovácia sľubuje čipy o 40 % rýchlejšie a 10 % úspornejšie

Čína urobila významný krok v globálnych pretekoch o výkonnejšie čipy. Tím vedcov z Pekinskej univerzity vyvinul tranzistor, ktorý sa úplne zaobíde bez kremíka. Namiesto doterajšieho základného materiálu všetkej mikroelektroniky použili nový dvojrozmerný materiál nazývaný oxyselenid bizmutu (Bi₂O₂Se). Výsledkom má byť čipová architektúra, ktorá dramaticky zvýši rýchlosť aj energetickú efektivitu procesorov a môže nanovo definovať, z čoho sa budú polovodiče v budúcnosti vyrábať.

Nový tranzistor má odlišnú konštrukciu než bežné kremíkové. Jeho riadiaca elektróda – hradlo – obklopuje vodivý kanál (zdroj) zo všetkých strán, na rozdiel od dnešných dizajnov, kde hradlo pokrýva len tri strany kanála. Toto úplné „obalenie“ zlepšuje kontrolu nad prúdom a minimalizuje energetické straty. V kombinácii s unikátnymi vlastnosťami oxyselenidu bizmutu – ktorý je oveľa tenší a pružnejší než kremík, no umožňuje rýchlejší pohyb elektrónov a lepšie udržanie elektrického poľa – to prináša zásadné vylepšenia výkonu aj spotreby.

Podľa vedcov by čipy postavené na tomto novom silicon-free tranzistore mohli pracovať až o 40 % rýchlejšie než dnešné špičkové kremíkové procesory od firiem ako Intel. Ešte pôsobivejšie je, že by pritom využívali o 10 % menej energie. Takáto kombinácia vyššieho výkonu a nižšej spotreby pramení práve z vlastností použitého 2D materiálu – vysokej pohyblivosti nosičov náboja (elektrónov) a schopnosti efektívnejšie kontrolovať tok prúdu tranzistorom vďaka vyššej permitivite.

Vedúci výskumník Hailin Peng prirovnal tento prelom k zmene jazdného pruhu oproti doterajším „skratkám“ vylepšovania kremíka. Inými slovami, nejde len o ďalšie drobné zlepšenie existujúcej technológie, ale o úplne novú cestu vývoja polovodičov. Okrem technických prínosov môže mať nový tranzistor aj strategický význam.

V čase, keď na Čínu dopadajú obmedzenia v oblasti dovozu pokročilých amerických čipov, by prechod na architektúry nevyžadujúce kremík mohol krajine poskytnúť väčšiu nezávislosť a nový impulz v polovodičových inováciách. Zatiaľ však ide len o laboratórny výskum v ranom štádiu. Ak sa túto technológiu podarí úspešne zmenšiť a zaviesť do masovej výroby, tento prelom môže nielen vyzvať dominanciu kremíka, ale potenciálne aj úplne prepísať plán vývoja budúcich mikroprocesorov.

Zdroj: BGR

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}