Massachusetts Institute of Technologyn tutkijat ovat rakentaneet mikroprosessorin hiilinanoputkista samoilla valmistusprosesseilla, joita käytetään piisirulle. Saavutus tarjoaa avaimen etenemiseen kohti seuraavan sukupolven tietokoneita. Tutkimusten mukaan hiilinanoputkisilla kenttävaikutustransistoreilla (CNFET) on ominaisuuksia, jotka lupaavat noin kymmenkertaisen energiatehokkuuden ja paljon suuremmat nopeudet kuin pii.
Massavalmistukeen mitoitettuina hiilinanoputkiin perustuvissa transistoreissa on usein monia suorituskykyyn vaikuttavia vikoja, joten ne ovat olleet epäkäytännöllisiä. MIT:n tutkijat ovat kehitelleet uusia tekniikoita virheiden dramaattiselle rajoittamiselle ja CNFET-valmistuksessa käytettävien toimintojen täydellisen hallinnan mahdollistamiseksi perinteisten piisiruvalmistuksen prosesseilla.
Todisteena he esittelivät 16-bittisen yli 14 000 CNFET-transistorilla toteutetun mikroprosessorin, joka suorittaa samat tehtävät kuin kaupalliset mikroprosessorit. Se perustuu avoimen lähdekoodin RISC-V-arkkitehtuuriin.
- Tämä on ylivoimaisesti edistyksellisin siru, joka on valmistettu kaikista nousevista nanoteknologioista, jotka lupaavat korkean suorituskyvyn ja energiatehokkuuden tietotekniikkaan, julistaa apulaisprofessori Max M. Shulaker.
- Hiilinanoputkien ominaiset viat ovat olleet vuosien ajan kentän kirous, Shulaker kertoo. Esimerkiksi Naturessa julkaistu tutkimuspaperi sisältää yli 70 sivua yksityiskohtaista valmistukseen liittyvää tietoa.
Kalifornian yliopiston Santa Barbaran yksikössä professori Kaustav Banerjeen laboratorio on puolestaan voittanut itsepäisen esteen grafeenin laajalle käytölle puolijohdeteollisuudessa. Grafeenin sähkövirran tiheys on suuruusluokkaa parempi kuin kuparin, ja se on vahvin, ohuin ja ylivoimaisesti luotettavin sähköä johtava materiaali planeetalla. Siksi se olisi erittäin lupaava materiaali mikropiirien sisäisiin johdotuksiin, sillä kun kuparilangat kutistuvat nanomittoihin sen resistiivisyys lisääntyy.
Grafeenilla on potentiaalia ratkaista tämä ongelma. Yksi iso este tällä tiellä on grafeenin käyttö piikiekolla kaupallisessa mittakaavassa. Oli löydettävä tapa syntetisoida grafeeni suoraan piikiekkoihin.
Kun mikropiirin transistorit on saatu aikaan, kiekon jatkoprosessilla on tiukka lämpöbudjetti (500 C°). Aiemmat kokeilut grafeenijohteiden tuottamiseksi vaativat sitä korkeampia lämpötiloja.
Nyt Banerjeen laboratoriossa kehitetty menetelmä korkean johtavuuden nanometrin mittakaavassa seostettujen monikerroksisten grafeenisten (DMG) yhdysjohteiden toteuttamiseksi, jotka ovat yhteensopivia integroitujen piirien suuren volyymin valmistuksen kanssa.
- Koska prosessiimme sisältyy suhteellisen matalia lämpötiloja, jotka eivät aiheuta vaaraa muille sirulle valmistetuille elementeille, kuten transistoreille, voimme tehdä yhdysliitännät heti niiden päälle, toteaa Banerjee.
UCSB on jättänyt väliaikaisen patentin prosessille. Tekniikan avulla aiotaan voittaa ne esteet, jotka toistaiseksi ovat estäneet grafeenia korvaamasta kuparia.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 6.9.2019
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
