ПОСЛЕЗАВТРА
Использование двумерных кристаллов выведет микроэлектронику на новый уровень
Американские ученые придумали, как обойти физические ограничения, препятствующие дальнейшему увеличению производительности электроники согласно закону Мура (удваивание числа транзисторов на чипе каждые два года). Сегодня самые производительные чипы содержат около 50 млрд. транзисторов, размещенных на участке, площадь которого не больше ногтя. Однако дальнейшее наращивание вычислительной мощности становится все сложнее и сложнее. Возможным решением станет переход на монолитную трехмерную интеграцию двумерных материалов, предложенную специалистами Университета штата Пенсильвания.
Монолитная трехмерная интеграция (monolithic 3D integration) означает, что двумерные материалы, толщина которых составляет всего несколько атомов, будут наносится слоями один на другой, в отличие от традиционной практики укладывания независимо изготовленных слоев. Новая технология позволит значительно увеличить общее число транзисторов на чипе, а также сократить расстояние между ними и тем самым снизить задержки и энергопотребление. Не менее важно тут и использование двумерных материалов, обладающих уникальными свойствами и позволяющими разнообразить функциональность новых устройств. Использование двумерных материалов, помимо большего числа транзисторов, имеет и ряд других преимуществ, включая более высокую подвижность носителей заряда (перенос электрического заряда в полупроводниках).
Для демонстрации работоспособности новой технологии исследователям пришлось поработать и над техпроцессом, значительно снизив температурный режим с 450 градусов до менее 200 градусов Цельсия. Сами же транзисторы были изготовлены из двумерных полупроводников, называемых дихалькогениды переходных металлов (transition metal dichalcogenides). В то время как большинство исследовательских проектов ограничивается созданием небольших прототипов, в данном случае разработчики продемонстрировали работоспособность технологии в промышленных масштабах, разместив до 30 тыс. транзисторов на одном слое.