|  | 21 декабря 2012 | Электроника и полупроводники

Немецкие исследователи разработали метод, позволяющий значительно повысить тактовую частоту работы компьютерных чипов

Чипы изготовленные по гибридной технологии


Исследователи из Института Фердинанда Брауна (Ferdinand Braun Institut, FBH) в Берлине и исследовательского института Innovations for High Performance Microelectronics (IHP) во Франкфурте сумели объединить две технологии изготовления различных видов полупроводников на одном кристалле чипа. Комбинация кремниевых полупроводниковых элементов и элементов из фосфида индия позволяет обеспечить работу логических микросхем, в том числе и микропроцессоров, на терагерцовых тактовых частотах. При этом, для производства таких кристаллов чипов не требуется коренная перестройка существующих технологических производств.

Новые высокопроизводительные чипы созданные на основе новой гибридной полупроводниковой технологии могут стать основой систем, требующих огромной вычислительной мощности, таких как суперкомпьютерные системы, системы обработки визуальной информации, медицинских систем, технологий безопасности и новых сверхширокополосных систем мобильной связи.

"Наш энтузиазм подстегивало то, что, несмотря на все предыдущие попытки, никому еще не удавалось создать надежного "интерфейса" между двумя совершенно различными технологиями полупроводников" - рассказал Вольфганг Хайнрих (Wolfgang Heinrich), ученый из института FBH, который проводил эти исследования совместно с Берндом Тиллэком (Bernd Tillack), ученым из института IHP. - "Нам удалось успешно совместить оба технологических процесса в единое целое, притом мы сделали это настолько безукоризненно, что созданные полупроводниковые схемы работают на таких тактовых частотах, о которых ранее только можно было мечтать".

Обычные чипы, изготовленные по кремниевой технологии CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), обладают одним существенным недостатком. Когда тактовые частоты их работы начинают приближаться к отметке 100 ГГц, порог напряжения пробоя полупроводников резко снижается, что накладывает ограничения на рабочее напряжение чипов и выходную мощность сигналов. Для преодоления этого ограничения команды институтов IHP и FBH объединили стандартные кремниевые полупроводниковые цепи, изготовленные по технологии CMOS со слоями фосфида индия, в результате чего получились сложные многослойные структуры. Но фосфид индия сыграл роль своеобразного изолятора, сильно поднявшего порог напряжения пробоя, и это позволило получить высокую мощность выходных сигналов на высокой тактовой частоте работы чипа.

Для того, что бы заставить работать гибридную полупроводниковую технологию исследователям пришлось прибегнуть к нескольким технологическим уловкам. Во-первых, им пришлось слить воедино две среды программного обеспечения компьютерного проектирования, которые учитывают особенности каждой из составляющих частей гибридной технологии. Во-вторых, исследователям пришлось обеспечить очень высокую точность изготовления элементов полупроводниковых чипов, которые должны были быть воспроизведены с точностью не менее 10 нм.

Поскольку в гибридной технологии за основу была взята стандартная CMOS-технология, то чипы будут изготавливаться на существующем оборудовании, а затраты на их производство будут находиться на уровне затрат на производство обычных кремниевых чипов, определяющих стоимость современной электроники. Следующими шагами, которые намерены сделать германские исследователи, будет поиск решений, позволяющий стабилизировать производственный процесс для получения еще большей точности изготовления, и оптимизировать строение полупроводниковых компонентов, элементов и цепей, делая их подходящими для новых технологических производственных процессов.




Ключевые слова:
Чип, Полупроводник, Кремний, Фосфид, Индий, Напряжение, Мощность, Пробой, Тактовая, Частота, Изолятор, Технологический, Процесс, Точность, CMOS

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Многослойные структуры из двумерных нанокристаллов могут стать лучшей замен ...
  • Чипы на солнечной энергии позволят упразднить аккумуляторные батареи.
  • Исследователи IBM достигли терабитных скоростей обмена информации в предела ...
  • Новая технология прямой печати транзисторов предрекает конец технологии CMO ...
  • В MIT разработали быстродействующие гибридные чипы.




  • 21 декабря 2012 08:55
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3861
    Лет через 10-20 можно ожидать появление всего описанного на рынке, но нужно ли оно уже будет тогда?


    --------------------
        
    21 декабря 2012 09:35
    #2 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    FomaNeverujuwij, а почему нет? я бы не отказался от аппаратных кодеков, конвертирующих несколько фильмов на лету и стоящих на порядок меньше мощной видеокарты.
    Что уж говорить о телекоммуникациях, где на это основной спрос.
        
    21 декабря 2012 10:06
    #3 Написал: gendalf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 617
    volod, видеокарты тоже на месте стоять не собираются :)
        
    21 декабря 2012 11:31
    #4 Написал: leonidius

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    И видеокарты и процессора, прямо вижу как все современные инновации собрались у меня дома лет через 15. Заходишь в игровую комнату, говоришь-погамать хочу GTA, приятный женский голос уточняет стандартную версию или форсед аддон. Ты так вяло- загрузи то сохранение, где я еще феррари свою не покоцал и гранат было побольше. На круговом дисплее овальной комнаты засветилась бегающая строка загрузки и зазвучал классический ритм. И вот твой новый проц и видяха с частотами в несколько террагерц, обрабатывают безумно реалистичные краски ночного города. Ах да говоришь, забыл, загрузи новенькие моды внутренних органов, старушек и горячий кофе. Хочу немного повеселиться.
    -Сообщить об использовании на центральный сервер- учтиво интересуется Сузи? Ты что с ума сошла, мне такая статистика не к чему, довольно с меня, что ZOG уже в мой сортир залез со своими камерами, датчиками и онлайн-консультациями по проблемам простатита. И без моего ведома никаких данных никуда! Разумеется, ответил приятный голос, по которому уже никакой Лайтман не смог бы определить что на самом деле у нее на уме, потому что никакого ума у нее не было, зато был искуственный интеллект подключенный к центральному серверу маленькой и неприметной компании в пригороде Израиля.
        
    21 декабря 2012 12:12
    #5 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    leonidius, а я вижу как ты домой приходишь уставший с неинтересной работы и видишь такие системы только в рекламе, т.к. у заядлого геймера немного шансов заработать на "все современные инновации", а если сможешь зарабатывать, то интерес к играм будет другим и тебе не нужны будут игровые системы, т.е. полюбому в пролете am
        
    21 декабря 2012 18:26
    #6 Написал: leonidius

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    volod, ну во первых прогресс делает вещи доступнее и дешевле. У меня например дома есть микроволновка, холодильник и совсем таки не слабенький комп. Думаю гибкие дисплеи-обои, мощный компактный проц и парочку видеокамер через 15 лет сможет позволить себе среднестатистический геймер, а я уже давно не зависаю в играх, просто вспомнились ночи бессонные. И я еще давно увидел недостатки в современных играх- тупые, заставляют заплывать жирком и стимулируют асоциальное поведение. Но я верю что со временем мы все будем в матрице более или менее. И ходить на работу будет не нужно и побоксировать в бойцовском клубе можно будет не отходя от кассы. Я очень люблю людей, природу и общение, но все это можно будет совместить с прогрессом, а игрушки будут приятным дополнением. И я готов зарабатывать деньги на те вещи, которые расширяют мои возможности. А ты засунь свой поганый язык в жопу, вместо того чтобы вякать о чьих-то возможностях или ограниченности, тоже блин аналитик херов нашелся. По тебе видно, что ты нихрена не творческая личность или совсем уже дряхлое тело. Не мешай людям мечтать о прекрасном и плыви дальше.
        
    21 декабря 2012 20:28
    #7 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    leonidius, обижушечки, будь вежливее, знай границу.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.