Notebookcheck Logo

Mniej niż 1 nm: Nowa technologia umożliwia tworzenie maleńkich chipów

Manipulacja kryształem zapewnia najmniejsze możliwe komponenty. (Źródło obrazu: IBS)
Manipulacja kryształem zapewnia najmniejsze możliwe komponenty. (Źródło obrazu: IBS)
7 nm, 5 nm, 3 nm. Im mniejsze stają się tranzystory MOSFET i FinFET, tym więcej obwodów jest możliwych na tej samej powierzchni. Rozwój napotyka jednak na bardzo praktyczny limit: promień atomowy.
Science

To, jak małą rzecz można zbudować, zależy od tego, jak małe są powiązane z nią bloki konstrukcyjne. Na przykład atom krzemu mierzy 117 pikometrów lub 0,000000000117 metra. To niewiele, ale obecna najmniejsza rozdzielczość 3-nanometrowego procesu produkcyjnego to zaledwie 26-krotność tej wartości.

W pewnym momencie struktura stanie się zatem zbyt drobna, aby zagwarantować niezawodną strukturę tranzystora. Grupie badawczej z Institute for Basic Science w Daejeon w Korei Południowej udało się jednak pominąć kilka generacji rozwoju chipów dzięki nowemu podejściu.

Obecnie pożądana struktura jest stopniowo drukowana na światłoczułych powierzchniach w cienkich warstwach w postaci fotolitografii. Jest to jednak możliwe tylko przy grubości kilku atomów.

Defekty w kryształach są niewiele szersze niż atomy. (Źródło obrazu: Nanoscale Journal)
Defekty w kryształach są niewiele szersze niż atomy. (Źródło obrazu: Nanoscale Journal)

Aby obejść ograniczenia techniczne procesu litografii, defekt w strukturze kryształu jest wykorzystywany jako bramka. Naukowcy znaleźli to, czego szukali między lustrzanymi strukturami dwuwymiarowych kryształów dwusiarczku molibdenu.

To właśnie tam powstaje jednowymiarowa szczelina o wielkości zaledwie 0,4 nanometra, czyli 400 pikometrów lub niewiele więcej niż trzy atomy krzemu. Budując taką strukturę cząsteczka po cząsteczce, udało się uczynić ją niemal dziesięciokrotnie mniejszą niż było to możliwe wcześniej.

W oparciu o ten rozmiar można skonstruować tranzystor o długości 3,9 nanometra, choć obecnie tylko w teorii. Odpowiada to jednej szóstej 3-nanometrowego procesu produkcyjnego lub jednej trzydziestej powierzchni.

W zależności od tego, kiedy uda się osiągnąć techniczną implementację, harmonogram rozwoju chipów może ulec znacznemu przyspieszeniu. Podczas gdy 2 nanometry powinny zostać osiągnięte do 2025 roku, założono, że rozdzielczość 0,5 nanometra może zostać osiągnięta dopiero w 2037 roku.

Prawo Moore'a może zatem obowiązywać jeszcze przez dłuższy czas.

Please share our article, every link counts!
> laptopy testy i recenzje notebooki > Nowinki > Archiwum v2 > Archiwum 2024 07 > Mniej niż 1 nm: Nowa technologia umożliwia tworzenie maleńkich chipów
Mario Petzold, 2024-07-15 (Update: 2024-07-15)