Созданы гибридные многослойные чипы более, чем из 40 слоев
Попытки разработчиков минимизировать размер компьютерного чипа и увеличивать при этом количество транзисторов, которые можно разместить на его поверхности, подобрались к своему пределу. Теперь ученые ищут способы создавать слоеные конструкции, наращивая высоту вместо площади. Ученым из Саудовской Аравии удалось найти способ увеличить количество слоев сразу до сорока.
Больше 40 слоев в микрочипе
В Саудовской Аравии, в Научно-технологическом университете имени короля Абдаллы (KAUST), ученые разработали новую технологию, позволившую им изготовить свыше ста гибридных микрочипов, содержащих в себе 41 слой разнородных материалов, пишет ТАСС со ссылкой на пресс-службу университета.
Разработка сделает возможным встраивать в чипы различные типы датчиков и производить многослойную гибкую электронику, сказали представители KAUST.
Созданные чипы сочетают в себе классические кремниевые транзисторы и слои из органических полупроводников и других неконвенциональных материалов, обладающих необходимыми свойствами.
Новый подход
Чип изготовлен из слоев разнородных материалов, объединенных в шесть прослоек транзисторов, уложенных «стопкой» друг на друга.
Многослойные чипы смогут обрабатывать в разы больше данных и выполнять гораздо более сложные функции, чем современная электроника
Новый подход к их изготовлению позволил значительно увеличить количество слоев — до этого исследователям удавалось создавать только двухслойные конструкции. Сложность состояла в сопряжении прослоек полупроводников. Нижние слои повреждались в результате их чрезмерного прогрева в процессе нанесения уже третьего слоя.
Ученые решили эти проблемы, снизив нагрев до температуры, не превышающей 150 градусов Цельсия, и повысив гладкость поверхности каждого присоединяемого слоя полупроводников. Они создали прототипы двух популярных типов ячеек энергонезависимой памяти, применяемой при производстве твердотельных накопителей, а также ключевые блоки для выполнения логических операций.
Эти логические блоки и ячейки памяти хорошо работают при комнатной температуре и при этом небольшие количества энергии. Такие свойства открываю перспективу использовать их для создания компактной и экономичной электроники для «мира вещей», а также для решения других задач, где необходимо использовать несколько разнородных полупроводниковых материалов, сказали разработчики.
Многослойные чипы — будущее электроники
Развитие промышленности в сторону миниатюризации размеров транзисторов и повышения их плотности вплотную подобрались к пределам, налагаемых законами квантовой механики. И чем дальше, тем дороже обходятся разработки.
«Нужно искать иные пути масштабирования чипов, и переход на многослойные «стопки» из транзисторов является перспективным подходом к решению этой проблемы», — отмтеил доцент KAUST Ли Сяохан (Li Xiaohang).
Массачусетский технологический институт (MIT, США) в декабре 2024 г. заявил на своем сайте о том, что его инженеры работают над выращиванием «высотных» 3D-чипов, которые могли бы обрабатывать экспоненциально больше данных и выполнять гораздо более сложные функции, чем современная электроника.
Автор исследования Джихван Ким (Jeehwan Kim), доцент кафедры машиностроения, заявлял, что создание многослойной электроники «может привести к значительному росту вычислительной мощности для приложений в области искусственного интеллекта, логики и памяти».
Ким назвал свое исследование прорывом, «открывающим огромный потенциал для полупроводниковой промышленности». Для коммерциализации своей разработки американский ученый уже создал компанию — FS2 (Future Semiconductor 2D materials).
