Индустрия высокопроизводительных процессоров достигла своего пика, что очевидно по непропорциональному удорожанию чипов относительно роста их производительности. Выходом из этого тупика производительности могут стать ультраэффективные 3D наноразмерные транзисторы, созданные в Массачусетском технологическом институте. Эти сверхмалые 3D-транзисторы поставляются с вертикальными нанопроводами шириной 6 нанометров.
Построенные с использованием трехмерной нанопроволочной структуры эти транзисторы превосходят традиционные модели на основе кремния, поскольку работают в гораздо меньшем масштабе. Поскольку транзисторы на основе кремния сталкиваются с критическими ограничениями в миниатюризации, дизайн Массачусетского технологического института прокладывает путь к более быстрым, более холодным и компактным электронным компонентам.
В конструкции используются вертикальные нанопроволочные полевые транзисторы (VNFET), управляющие потоком электронов, ориентируя структуру вертикально, а не обычное горизонтальное расположение. Этот подход обходит несколько ограничений, связанных с горизонтальными транзисторами, которые сталкиваются с физическими барьерами для дальнейшего масштабирования.
Используя преимущества 3D-структуры, VNFET минимизируют производство тепла и утечку электроэнергии, типичные проблемы в плотно упакованных схемах, где кремниевые транзисторы обычно имеют проблемы. Потенциал укладки слоев этих 3D транзисторов также обеспечивает большую плотность вычислений, поддерживая требования современных высокопроизводительных вычислений и технологий, управляемых данными.
По словам Яньцзе Шао, постдоктора Массачусетского технологического института и ведущего автора статьи о новых транзисторах: «Эта технология может заменить кремний, поэтому вы можете использовать ее со всеми функциями, которые сейчас имеет кремний, но с гораздо лучшей энергией. эффективность».
Одним из главных преимуществ подхода Массачусетского технологического института является адаптивность этих VNFET, использующих альтернативные полупроводниковые материалы, а не кремний. Этот выбор обеспечивает большую проводимость в меньших масштабах, сохраняя эффективность и снижая потребление энергии. Переход от кремния решает такие проблемы, как квантовое туннелирование, когда электроны ненамеренно проникают через барьеры в кремниевых транзисторах наноразмеров, что обеспечивает более надежную и стабильную работу.
В настоящее время VNFET находятся на экспериментальной стадии, но работа демонстрирует потенциал для переформатирования ландшафта электроники и создания меньших, более быстрых и энергоэффективных устройств.
