Исследователи компании IBM в конце декабря открыли миру некоторые результаты своих лабораторных работ, направленных на получение существенно меньших, более быстрых и мощных, чем современные, компьютерных чипов. Ученые показали графеновый чип, впервые построенный на транзисторах с длиной канала менее 10 нм и реализованной технологией Racetrack memory.
На протяжении уже 50 лет компьютерные процессоры с невероятной скоростью увеличивают мощности и уменьшаются в размерах. Но сегодня производители сталкиваются с физическими ограничениями закона Мура, которые сдерживают масштабные инновации. Фактически все современное электронное оборудование построено по технологии комплиментарно-симметричной логики на металло-оксидных полупроводниковых транзисторах (complementary-symmetry metal–oxide–semiconductor, CMOS), и существует необходимость во введении новых материалов и новых архитектурных решений, которые могли бы реализовать инновации, ввиду того, что промышленность вплотную приблизилась к физическим пределам масштабируемости кремниевых транзисторов.
Успехи прошлых пяти лет разработок привели к тому, что ученые из IBM успешно интегрировали новые материалы и структурные наработки логической архитектуры на плату диаметром 200 мм. Этот прорыв потенциально может обеспечить новый технологический базис для конвергенции вычислительной техники, средств связи и бытовой электроники.
Технология Racetrack memory сочетает в себе преимущества магнитных жестких дисков и твердотельных накопителей чтобы справиться с растущими требованиями к памяти. Разработчики продемонстрировали возможности записи и считывания на примере массива из 256 ферромагнитных доменов из нанопроводов. Эта технология может стать предпосылкой для создания нового типа информационно-ориентированных вычислений, которые обеспечат доступ к огромным массивам хранимой информации за миллиардные доли секунды.
Первый в истории CMOS-совместимый графеновый прибор может улучшить технологии беспроводной связи, и сделать возможными новые, высокочастотные чипы, которые смогут работать в условиях экстремальных температур и высокого радиационного фона, применяясь таких областях, как безопасность и медицина.
Графеновый множитель частоты работает на скоростях до 5 ГГц и остается стабильным при температурах до 200 °C. И хотя температурная устойчивость конечно же требует улучшения, даже приведенные результаты сулят графеновым чипам широкое применение в экстремальных условиях. Новая архитектура ставит графеновый транзистор о главу угла. Вместо того чтобы пытаться поместить слой диэлектрика на поверхность инертного графена, разработчики создали новую структуру, позволяющую получить серьезную мощность из платы с диаметром 200 мм.
IBM также продемонстрировали первый графеновый транзистор с каналами длиной до 10 нм, который по показателям является лучшим среди кремниевых элементов.
И хотя ранее уже было заявлено о прекрасных перспективах его в областях применения от солнечных батарей и до мониторов, ожидается, что даже будучи наделенными новой архитектурой, транзисторы с длиной канала менее 10 нм, встретят немалые трудности на пути к внедрению. Но теперь становится ясно, что применение углеродных нанотрубок в устройствах с каналами менее 10 нм дает прекрасные показатели тунеллирования тока, которые даже теоретически не были ожидаемы.
Просмотры: (258)
