Транзисторная 2D революция

Современные кремниевые транзисторы, несмотря на весь прогресс в плане миниатюризации и прочие свершения последних десятилетий, не могут считаться эталонными компонентами ни по габаритам, ни по скорости переключения режимов. Команда исследователей из Университета штата Юта взялась исправить это дело. И первые практические результаты их экспериментов весьма обнадеживают!

Исследовательская группа кафедры полупроводниковых материалов вышеупомянутого университета сделала ставку на применение в разы более дешевого, чем новомодные графен, борофен и прочие “2D-материалы” моноксида олова. Сравнительно дешевое и простое в производстве вещество при соответствующей обработке и технологическом процессе способно стать отличной основой для полностью планарных транзисторов обозримого будущего.

Пример устройства предыдущих поколений “кремниевых” 2D-транзисторов

Плюсы такого рода компонентов очевидны – отказ от третьего измерения позволяет кардинально уменьшить габариты микросхем в том, что касается высоты. Переход с кремния на подобную технологию способен как обеспечить уменьшение габаритов чипов, так и возможность создания более сложных и производительных устройств. Заявленная скорость переключения режимов у их разработки по словам одного из участников группы, Ашутоша Тивари, более чем в 100 раз превышает таковую у кремниевых аналогов!

Будущее 2D-транзисторов. Единицами измерения становятся атомы

Не стоит так же забывать и о терморежимах в сочетании с энергоэффективностью. Недостижимые для классических “трехмерных” аналогов скорости работы 2D-транзисторов, а так же их незначительный объем, обеспечивают существенно меньший нагрев при работе. Равно как и низкую теплоемкость .В плюсы технологии так же следует записать и принципиальную возможность создания гибких PCB. Логично предположить, что именно 2D-транзисторы станут фундаментом элементной базы для носимой электроники будущего.

От пассивных “меток” к полноценным электронным устройствам

Однако и этот проект, к сожалению, не лишен недостатков. Как это всегда бывает с новыми, зачастую революционными начинаниями, некоторые недостатки можно смело отнести к “детским болезням” и сознательно закрыть на них глаза. Но есть и такие, игнорировать которые не получается при всем желании:

• неясности с граничными параметрами техпроцесса. Существующие рамки применительно к 2D-транзисторам по понятным причинам не применимы. Так какими же они должны быть? Вопрос на данным момент остается без ответа. Не исключено, что переход на такую элементную базу потребует полного пересмотра принципов проектирования электронных устройств. Стоит ли дальнейшая миниатюризация того, чтобы пойти на столь непопулярные меры уже сегодня? Главным образом все упираются в ту самую пресловутую экономическую целесообразность. Если profit от положительных сторон такой технологии перевесит убытки от неизбежных расходов по внедрению, то затея безусловно будет иметь как смысл, так и практическое продолжение.
• необходимость кардинальной перестройки и модернизации существующих промышленных мощностей. Нынешние foundry-чипмейкеры вложили в свои кремний-ориентированные заводы не один десяток миллиардов долларов долгосрочных инвестиций. И пока оные не отобьются, рассуждать о переводе промышленности на новые рельсы попросту неразумно.

Что же мы имеем в итоге? Бесспорно перспективную технологию, находящуюся пока лишь в зачаточном, далеком от промышленного применения состоянии. В то же время, ожидать от индустрии быстрого перехода с кремния на моноксид олова нельзя. Ведь это потребует колоссальных инвестиций и постройки принципиально новых производственных мощностей. При чем не только по прямому производству чипов, но и во всех сопутствующих сферах. А для того, чтобы ведущие производители всерьез рассматривали подобные варианты, преимущества 2D-транзисторов должны быть во-истину абсолютными. По моему мнению ожидать внедрения подобных технологий в серийное производство можно не ранее чем через 10-15 лет. К тому времени кремниевые чипы действительно могут достичь пика техпроцесса, преодолеть который им не позволят никакие ухищрения. Только в такой ситуации можно с уверенностью гарантировать переход на аналогичные моноксиду олова материалы. А что ты думаешь по этому поводу?