Індустрія високопродуктивних процесорів досягла свого піку, що очевидно по непропорційному удорожчанню чипів відносно зростання їхньої продуктивності. Виходом із цього тупика продуктивності можуть стати ультраефективні 3D нанорозмірні транзистори, які створили в Массачусетському технологічному інституті. Ці надмалі 3D-транзистори постачаються з вертикальними нанодротами шириною 6 нанометрів.
Побудовані з використанням тривимірної нанодротяної структури, ці транзистори перевершують традиційні моделі на основі кремнію, оскільки працюють у набагато меншому масштабі. Оскільки транзистори на основі кремнію стикаються з критичними обмеженнями в мініатюризації, дизайн Массачусетського технологічного інституту прокладає шлях до швидших, холодніших і компактніших електронних компонентів.
У конструкції використовуються вертикальні нанодротяні польові транзистори (VNFET), які керують потоком електронів, орієнтуючи структуру вертикально, а не звичайне горизонтальне розташування. Цей підхід обходить кілька обмежень, пов’язаних з горизонтальними транзисторами, які стикаються з фізичними бар’єрами для подальшого масштабування.
Використовуючи переваги 3D-структури, VNFET мінімізують виробництво тепла та витік електроенергії, типові проблеми в щільно упакованих схемах, де кремнієві транзистори зазвичай мають проблеми. Потенціал укладання шарів цих 3D-транзисторів також забезпечує більшу щільність обчислень, підтримуючи вимоги сучасних високопродуктивних обчислень і технологій, керованих даними.
За словами Яньцзе Шао, постдоктора Массачусетського технологічного інституту та провідного автора статті про нові транзистори: «Ця технологія може замінити кремній, тому ви можете використовувати її з усіма функціями, які зараз має кремній, але з набагато кращою енергією. ефективність».
Однією з головних переваг підходу Массачусетського технологічного інституту є адаптивність цих VNFET, які використовують альтернативні напівпровідникові матеріали, а не кремній. Цей вибір забезпечує більшу провідність у менших масштабах, зберігаючи ефективність і зменшуючи споживання енергії. Перехід від кремнію вирішує такі проблеми, як квантове тунелювання, коли електрони ненавмисно просочуються через бар’єри в кремнієвих транзисторах нанорозмірів, що забезпечує більш надійну та стабільну роботу.
Наразі VNFET перебувають на експериментальній стадії, але робота демонструє потенціал для переформатування ландшафту електроніки та створення менших, швидших та енергоефективних пристроїв.
