Создан самый сложный на сегодняшний день микропроцессор, изготовленный из двухмерного материала

Чип плоского процессора


Группа ученых и инженеров из Венского Технологического университета, Австрия, создала то, что можно назвать самым сложным на сегодняшний день микропроцессором, изготовленным из плоского двухмерного материала. На кристалле этого чипа находится 115 транзисторов, изготовленных из тончайшей, толщиной в три атома, пленки молибденита, дисульфида молибдена (MoS2). Активный слой чипа этого микропроцессора имеет толщину в шесть десятых нанометра, в то время, как толщина активного слоя обычных кремниевых чипов составляет минимум 100 нанометров.

Ученые надеются, что использование в чипах двухмерных материалов, таких, как графен и молибденит, позволит закону Гордона Мура продержаться еще достаточно долгое время. Графен является превосходным электрическим проводником, что делает его идеальным вариантом для изготовления соединений между компонентами чипа, а молибденит является полупроводником, из которого можно изготавливать элементы транзисторов и других электронных компонентов.

До последнего времени сложность электронных устройств, изготовленных из двухмерных материалов, была невысока, обычно схемы этих устройств содержали по нескольку экземпляров транзисторов. Новое же устройство, созданное учеными из Вены, содержит 115 транзисторов, размещенных на кремниевой подложке. Но, в принципе, схему этого простейшего микропроцессора можно было создать и на поверхности гибкого полимерного основания.

Несмотря на малое количество транзисторов, "плоский" микропроцессор способен выполнять написанные людьми программы, хранящиеся во внешней памяти, производя логические операции над данными и передавая результаты работы на периферийные устройства. Опытный микропроцессор способен выполнять операции только с одним битом данных в каждый момент времени, но архитектура микропроцессора является масштабируемой и без особых затруднений в будущем можно будет создать более сложное устройство, оперирующее данными с большим количеством битов.

Расход энергии "плоским" процессором составляет около 60 микроВатт при работе на таковых частотах от 2 до 20 килоГерц. "С точки зрения производительности наше устройство не идет ни в какое сравнение с нынешними кремниевыми процессорами" - пишут исследователи, - "Тем не менее, оно является первым шагом к созданию электронных устройств нового поколения".

Самый маленький элемент структуры чипа "плоского" микропроцессора имеет размер около 2 микрометров. Тем не менее, ученые считают, что переход к элементам и транзисторам с длиной канала от 100 до 200 нанометров не должен вызвать никаких затруднений, ведь для производства "плоской" электроники используются те же самые методы, что и для производства обычной кремниевой электроники. Улучшив в будущем качество соединительных контактов и уменьшив размеры элементов транзисторов до 1 нанометра можно будет добиться резкого увеличения плотности и быстродействия чипов процессоров.

К сожалению, массовое производство чипов с транзисторами из молибденита в настоящее время невозможно из-за отсутствия технологии производства высококачественной пленки этого материала. Наличие дефектов в изготавливаемых пленках обуславливает то, что работоспособными являются лишь пять процентов от общего количества изготовленных транзисторов. Венские ученые пытаются решить эту проблему путем разработки технологии выращивания молибденитовой пленки прямо на поверхности целевой сапфировой подложки, что позволит устранить сложные и дорогостоящие этапы отдельного выращивания пленки и прикрепления ее к поверхности подложки.

Кроме вышеупомянутой проблемы, для того, чтобы начать всерьез думать об чипах с сотнями миллионов "плоских" транзисторов, будет необходимо перейти от технологии металлооксидных полупроводников n-типа (NMOS) к более традиционной и менее требовательной к количеству энергии КМОП-технологии (CMOS). "Такой переход потребует использования иного двухмерного полупроводникового материала" - пишут исследователи, - "Но у нас уже имеется несколько подходящих кандидатов, в частности, диселенид вольфрама".




Ключевые слова:
Процессор, Транзистор, Сложность, Материал, Двухмерный, Плоский, Молибденит, Графен

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Электронное устройство 3-в-1 предлагает альтернативу закону Гордона Мура
  • Ученые научились выращивать транзисторы и электронные схемы атомарной толщи ...
  • Ученые создали самый маленький в мире "батут", изготовленный из "плоског ...
  • Ученые нашли новый метод выращивания и крепления графена к кремниевой подло ...
  • Европейские исследователи объявили о создании первого в мире пластикового п ...

  • новости бмв


    13 апреля 2017 14:45
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    115 транзисторов? Это до процессора китайского калькулятора дотягивает вряд-ли...


    --------------------
        
    13 апреля 2017 16:42
    #2 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 776
    чёт Венских пирожинок захотелось...


    --------------------
        
    13 апреля 2017 17:13
    #3 Написал: Pulsar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 320
    Трёхатомной толщины - это разве двухмерный, как графен - одноатомной толщины?
    Тонкий, да, невероятно тонкий, но всё-таки толщиной в три атома.
        
    14 апреля 2017 13:51
    #4 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Цитата: Pulsar
    но всё-таки толщиной в три атома

    На нашем человеческом масштабе, да и на гораздо более мелких масштабах, материал, толщиной что в один атом, что три, можно рассматривать как абсолютно плоский.

    С идеальной же точки зрения и одноатомный графен нельзя считать плоским двухмерным материалом, ибо все же он имеет ненулевую толщину.


    --------------------
        

    Информация

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