Процессоры Apple уперлись в предел. Посмотрите, какая технология заменит кремний
NewsMakerУченые нашли замену современным процессорам.
Миниатюризация транзисторов десятилетиями двигала вперёд вычислительную технику, но сейчас этот подход упирается в физические и экономические ограничения. В современных передовых чипах, таких как процессоры Apple A17 Pro и M4, изготовленных по 3-нанометровому техпроцессу TSMC, длина затворов транзисторов составляет менее 15 нанометров.
На таких масштабах электроны начинают туннелировать сквозь барьеры, которые должны их удерживать, что вызывает утечку тока даже в выключенном состоянии. Результат — потери энергии, избыточное тепловыделение и снижение прироста эффективности, которая раньше росла с каждым новым поколением более мелких транзисторов. При этом строительство фабрики для 3-нанометрового производства обходится уже более чем в 20 миллиардов долларов. Все эти вызовы возродили интерес к радикально иной идее — использованию отдельных молекул в качестве функциональных электронных компонентов.
Электроны по своей природе легче движутся в одном направлении, чем в другом, и это свойство позволяет одной молекуле работать как крошечный диод. Хотя эта идея породила целое направление исследований, эксперименты долгое время сдерживались сложностью управления объектами размером всего в несколько нанометров и измерения их характеристик. Лишь после десятилетий технических инноваций надёжное тестирование стало возможным.
Недавний обзор в журнале Microsystems & Nanoengineering подводит итоги этого прогресса. В нём описаны методы изготовления, функциональные устройства и стратегии интеграции, демонстрирующие, что молекулярная электроника превратилась из теории в серьёзную технологию-кандидата. Потенциальная плотность размещения может достигать 10 в 14-й степени устройств на квадратный сантиметр — примерно в тысячу раз больше, чем у современных кремниевых чипов, пишет Nanowerk.
Миниатюризация транзисторов десятилетиями двигала вперёд вычислительную технику, но сейчас этот подход упирается в физические и экономические ограничения. В современных передовых чипах, таких как процессоры Apple A17 Pro и M4, изготовленных по 3-нанометровому техпроцессу TSMC, длина затворов транзисторов составляет менее 15 нанометров.
На таких масштабах электроны начинают туннелировать сквозь барьеры, которые должны их удерживать, что вызывает утечку тока даже в выключенном состоянии. Результат — потери энергии, избыточное тепловыделение и снижение прироста эффективности, которая раньше росла с каждым новым поколением более мелких транзисторов. При этом строительство фабрики для 3-нанометрового производства обходится уже более чем в 20 миллиардов долларов. Все эти вызовы возродили интерес к радикально иной идее — использованию отдельных молекул в качестве функциональных электронных компонентов.
Электроны по своей природе легче движутся в одном направлении, чем в другом, и это свойство позволяет одной молекуле работать как крошечный диод. Хотя эта идея породила целое направление исследований, эксперименты долгое время сдерживались сложностью управления объектами размером всего в несколько нанометров и измерения их характеристик. Лишь после десятилетий технических инноваций надёжное тестирование стало возможным.
Недавний обзор в журнале Microsystems & Nanoengineering подводит итоги этого прогресса. В нём описаны методы изготовления, функциональные устройства и стратегии интеграции, демонстрирующие, что молекулярная электроника превратилась из теории в серьёзную технологию-кандидата. Потенциальная плотность размещения может достигать 10 в 14-й степени устройств на квадратный сантиметр — примерно в тысячу раз больше, чем у современных кремниевых чипов, пишет Nanowerk.