Amerikai kutatók egy olyan technológiával rukkoltak ki, amelyik képes helyettesíteni a szilíciumot, azonban a működéshez sokkal jobb az energiahatékonysága. Emellett a helyigénye is jóval szerényebb, így nem igazán érdekli a Moore-törvény.
Immár nem mikro-, hanem nanoelektronikáról kell beszélni: a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) kutatói nanoméretű 3D tranzisztorokat mutattak be, amelyeknek mindössze hat nanométer széles függőleges vezetékei vannak. Ezeket a tranzisztorokat ultravékony, gallium-antimonidból és indium-arzenidból álló félvezető anyagok felhasználásával készítették.
A nanovezetékes szerkezettel épített tranzisztorok sokkal kisebbek a hagyományos szilícium alapúaknál, így nem szembesülnek a miniatürizálás jelenleg kritikus korlátaival. Az ilyen függőleges nanovezetékes, térhatású tranzisztorok (Vertical Nanowire-FET, VNFET) másképp irányítják az elektronáramlást, mint a hagyományos vízszintes elrendezés. Ez a megközelítés pedig megkerül számos, a vízszintes tranzisztorokkal kapcsolatos korlátozást, amelyek fizikai akadályokba ütköznek a további méretezés előtt.
A tranzisztorok a kvantummechanikai tulajdonságokat kihasználva egyszerre érik el az alacsony feszültségű működést és a nagy teljesítményt mindössze néhány négyzetnanométeres területen. A 3D-s struktúra előnyeit kihasználva ezek a tranzisztorok minimalizálják a hőtermelést és az áramszivárgást, amelyek gyakori kihívások a sűrűn tömött áramkörökben. Ráadásul a 3D tranzisztorok rétegeinek egymásra helyezése nagyobb számítási sűrűséget tesz lehetővé, ami igencsak jól jön a nagy teljesítményű számítástechnikában, a mesterséges intelligencia korában.
Yanjie Shao, az új tranzisztorokról szóló tanulmány vezető szerzője, így fogalmazott: „Egy olyan technológiáról van szó, amelyik megfelelően képes helyettesíteni a szilíciumot, így az eddigi összes funkció elérhető vele, de sokkal jobb energiahatékonysággal.”
Ezek a nanoméretű tranzisztorok akkor jelennek meg, amikor a félvezetőipar egyre jobban szembesül a Moore-törvény korlátaival, amely arra utal, hogy az integrált áramkörben lévő tranzisztorok száma nagyjából 18 havonta megduplázódik. Mivel a szilícium tranzisztorok közelítenek elméleti határaikhoz, az új anyagok és kialakítások, például a VNFET-ek ígéretes megoldást jelenthetnek a technológiai fejlődés fenntartásában.
Érdekesség: A mesterséges intelligencia fejlődése szoros kapcsolatban áll a számítási teljesítmény növelésével, amelyet az új technológiák, mint például a VNFET, tovább fokozhatnak!
Források: MIT, Tom’s Hardware
