Новый 2D-транзистор используют для создания самых быстрых в мире процессоров

Китайские ученые создали новый транзистор без использования кремния, который может значительно повысить производительность при одновременном снижении энергопотребления. Подробности в нашем материале. Ученые из Китая разработали инновационный транзистор, который не содержит кремния. Это достижение может значительно повысить производительность и снизить энергопотребление устройств. По словам разработчиков, их открытие представляет собой прорыв в области транзисторов. Они считают, что новый транзистор может быть интегрирован в микросхемы, которые будут работать на 40% быстрее, чем лучшие кремниевые процессоры, производимые американскими компаниями, такими как Intel. Об этом сообщается в South China Morning Post (SCMP). Хотя мощность таких чипов значительно возросла, исследователи прогнозируют, что они будут потреблять на 10% меньше энергии. Результаты исследования были опубликованы 13 февраля в журнале Nature. — Если инновации в области микросхем, основанные на существующих материалах, можно сравнить с «коротким путем», то наша разработка транзисторов на основе двумерных материалов — это «смена полосы движения», — поделился своим мнением Хайлин Пэн, ведущий автор исследования и профессор химии в Пекинском университете. В статье ученых говорится о том, как повышение эффективности и производительности стало возможным благодаря уникальной архитектуре чипа. В частности, речь идет о новом двумерном транзисторе без кремния, который был разработан исследователями. Этот транзистор представляет собой полевой транзистор с затвором по всему периметру (GAAFET). Архитектура GAAFET В 2020 году TSMC объявила о разработке транзисторов нового поколения — GAAFET (Gate-All-Around Field-Effect Transistor). Инженеры решили порезать «плавники» на части и окружить каналы затвором со всех сторон. Транзистор — это полупроводниковое устройство, которое есть в каждом компьютерном чипе. У него есть исток, затвор и сток, которые позволяют ему работать как переключатель. Затвор управляет потоком тока между выводами истока и стока и может работать как переключатель и усилитель. Если обернуть затвор вокруг всех сторон истока (или истоков, поскольку некоторые транзисторы содержат несколько истоков), то это может привести к потенциальному улучшению производительности и эффективности. Это связано с тем, что полностью изолированный источник обеспечивает лучший электростатический контроль (поскольку потери энергии при разрядах статического электричества меньше) и возможность более высоких токов возбуждения и более быстрого переключения. Кольцевые затворы позволили сформировать каналы из нескольких горизонтальных кремниевых «нанотрубок», что позволит преодолеть порог в 3 нм и повысить эффективность управления транзисторами. С повышением плотности размещения удастся добиться прироста производительности и энергоэффективности. В 2020 году Samsung заявила о работе над GAAFET-транзисторами и преодолении барьера в 3 нм на прототипах. Фирма представила собственную вариацию — MBCFET, отличающуюся использованием нанолистов, которые предлагают лучший контроль токов. У Intel эта разновидность получила название RibbonFET с числом нанолистов от 2 до 5. Транзистор без кремния Хотя архитектура GAAFET сама по себе не является чем-то новым, команда PKU использовала в качестве полупроводника селенид висмута и создала «атомно-тонкий» двумерный транзистор. В своем исследовании ученые обнаружили, что 2D-транзисторы на основе висмута менее хрупкие и более гибкие по сравнению с традиционными кремниевыми. Висмут обладает высокой подвижностью носителей заряда, что означает, что электроны могут перемещаться по нему с высокой скоростью под воздействием электрического поля. Кроме того, этот материал имеет высокую диэлектрическую проницаемость, что способствует увеличению эффективности транзистора. Если такой транзистор будет использован в микросхемах, то они смогут работать быстрее, чем микросхемы производства Intel и других компаний в США. Это позволит Китаю обойти существующие ограничения на покупку передовых микросхем и наладить собственное производство в США, используя совершенно другой производственный процесс. Ранее мы писали, что искусственный интеллект способен за несколько минут обработать снимки сердца, полученные с помощью магнитно-резонансной томографии. Подробности в материале 56orb.