Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

V Berkeley vyrobili první 1nm tranzistor

Budoucnost výroby čipů má nakročeno k další metě. Zatímco přecházíme od 14nm k 10nm výrobě, vědci v Berkeley již ukázali první 1nm čip, jehož řídící elektroda využívá uhlíkové nanotrubičky.

Zasaďme si celou věc do aktuálního rámce. V tyto časy se všichni výrobci na světě motají kolem zhruba 10 až 20nm výroby čipů, u většiny výrobních procesů jde o typ FinFET, tedy unipolárních FET tranzistorů, jejichž řídící elektroda není planární, ale „postavená na výšku“ - v terminologii Intelu jde o 3D / tri-gate tranzistory, většina hovoří jen o FinFET. Ale vždy jde o křemíkové čipy dnešních klasických výrobních technologií.

Jako Andre Geim a Konstantin Novoselov ukázali již před lety - a následně za to dostali Nobelovu cenu za fyziku - existuje materiál s daleko větším potenciálem, který se výhledově ve výrobě čipů uplatní. V jejich případě je jím grafen - v obecném slova smyslu pak uhlík, přičemž dnes to bude o uhlíkových nanotrubičkách. Díky nim se nejspíš - výhledově - nezastaví výroba čipů na 10 nanometrech, na 7 nm, na 5nm ani na 3 nanometrech.

Fotografie z laboratoří kalifornské univerzity v Berkeley ukazuje profesora (Ali Javey) a jeho studenta (Sujay Desai). Těm se podařilo vyvinout experimentální výrobní technologii s níž vyrobili první tranzistor s velikostí řídící elektrody 1 nanometr. Pro srovnání, tloušťka lidského vlasu je zhruba 50 000 nanometrů. Klíčové ve výrobě bylo použití uhlíkové nanotrubičky a molybdenového disulfidu (který se obvykle používá jako mazivo v automobilech). Ten ve vyrobeném tranzistoru hraje roli nástupce křemíku.

Problém křemíku pod hranicí velikosti řídící elektrody zhruba 5 nanometrů totiž spočívá v tom, že převahu získá kvantově-mechanický jev tunelování, kdy už řídící elektroda gate není dále schopna bránit přechodu elektronů ze source do drain. Průchod elektronů skrze disulfid molybdenu je náročnější a tak je možné jejich tok řídit o pod hranicí 5 nanometrů. Už dnes výzkumníci hovoří o tom, že tranzistor na bázi nanotrubičkové řídící elektrody a molybdenového základu může být škálován až na velikost řídící elektrody ~0,65 nanometrů, tedy 650 pm.

Výroba řídící elektrody se také ukázala býti výzvou. Klasické litografické postupy a klasické materiály jsou nepoužitelné, proto padla volba na uhlíkovou nanotrubičku.

Celý výzkum je aktuálně v rané fázi a nelze říci, kdy by se takto konstruované čipy vůbec mohly objevit. Přechody na menší a menší výrobní technologie se s každou novou generací stále prodlužují a prodražují. Pro představu můžeme říci, že aktuálně se předpokládá nasazení 10nm výroby příští rok, 7nm někdy kolem roku 2019, 5nm zhruba kolem 2021 a dále se uvidí. Ostatně první testovací koncept 1nm tranzistoru na bázi grafenu se datuje už do roku 2008, ale dnešní tranzistor z Berkeley je podstatně dále. Zatím se pohybujeme v evoluci křemíkových technologií, přechod na uhlíkové bude vlastně svého druhu revolucí.

Tagy: 
Zdroje: 

David Ježek

Dlouholetý zdejší redaktor (2005-2017), příznivec open-source rád píšící i o ne-IT tématech. Odpůrce sw patentů a omezování občanských svobod ve prospěch korporací. Fanoušek Asimova, Kinga, Feynmana, Sudka, 70mm filmu, sf/vf filmu, Fomapanu 400, starých dobrých her, 99% čokolády, indické kuchyně, domácího kváskového chleba a řady dalších věcí.

více článků, blogů a informací o autorovi

Diskuse ke článku V Berkeley vyrobili první 1nm tranzistor

Sobota, 15 Říjen 2016 - 00:43 | Thomas Needle | Do wikipedie může psát, s prominutím, i "...
Pátek, 14 Říjen 2016 - 08:13 | John Douberro | A tak co, jak se autor postavi k tomu, ze si...
Čtvrtek, 13 Říjen 2016 - 21:09 | HKMaly | Tak to mame jeden. Ted uz jenom tech zbylych 2,...
Čtvrtek, 13 Říjen 2016 - 19:59 | nepo viem | skus o tom presvedcit aj wikipediu :) Nanotubes...
Čtvrtek, 13 Říjen 2016 - 13:12 | 0xB800 | Tak teď již plně chápu :o)
Čtvrtek, 13 Říjen 2016 - 12:49 | John Douberro | Heh, slo. Ale kdyz neco vysvetlim v jednom...
Čtvrtek, 13 Říjen 2016 - 12:02 | 0xB800 | Nešlo by to bez té arogance?
Čtvrtek, 13 Říjen 2016 - 11:51 | John Douberro | atomy jsou stejne, pouziti a vyroba uplne jine....
Středa, 12 Říjen 2016 - 14:41 | jm1 | Jj. Kdyz uz TADY zminovat nejake nobelisty, tak...
Středa, 12 Říjen 2016 - 12:23 | nepo viem | nanotrubka je zrolovany grafen :) to je ako keby...

Zobrazit diskusi