IBM продемонстрировала 10-нм транзистор, графеновый чип и трековую память
<div style="text-align: center;"></div>
Учёные из IBM представили на форуме IEEE International Electron Devices Meeting в США несколько экспериментальных исследовательских проектов, которые могут привести к значительным сдвигам в появлении более компактных, быстрых и мощных компьютерных чипов. Были показаны: трековая память (racetrack memory), графеновый чип и первый транзистор с длиной затвора менее 10 нм.
Более 50 лет компьютерные процессоры становятся всё мощнее и уменьшаются в размере в геометрической прогрессии. Сегодня почти вся электроника основана на технологии CMOS (комплементарных металлооксидных полупроводников). Однако современные разработчики чипов сталкиваются с физическими ограничениями при попытке придерживаться так называемого «закона Мура», которые сдерживают развитие. Поэтому исследователи активно ищут новые материалы и архитектуры, которые бы смогли позволить преодолеть ограничения масштабируемости кремниевых транзисторов. Учёным из IBM удалось использовать новые материалы и архитектурную логику для создания прототипов на 200-мм подложках — потенциально это может стать основой электроники будущего.
Трековая память
Racetrack-память в перспективе может произвести настоящий переворот в области хранения данных. Она объединяет преимущества магнитных жёстких дисков и полупроводниковых накопителей и призвана побороть сложности роста спроса на объёмы хранилищ при уменьшении габаритов устройств. Учёным IBM потребовалось семь лет физических исследований, которые завершились созданием и демонстрацией первого образца трековой памяти, созданной с помощью CMOS-технологии на 200-мм пластинах. Он основан на железоникелевых нанопроводниках длиной около 10 микрометров и шириной 150 нанометров. Таким образом, компания доказала, что создание такого типа памяти вполне реально.
<div style="text-align: center;"></div>
<div style="text-align: center;"></div>
Эти нанопроводники являются частью прототипа чипа нового типа хранения данных, который вмещает больше информации на меньшей площади, чем используемые сегодня технологии
Исследователи продемонстрировали функциональность чтения и записи на массиве из 256 колонн магнитного материала (нанопроводников). Демонстрация данного прототипа — лишь начало дальнейшего улучшения ёмкости и надёжности Racetrack-памяти, использующей магнитные треки и трёхмерные архитектуры. Этот прорыв может обеспечить в перспективе появление нового типа систем хранения данных. Но до появления первых рабочих образцов пройдёт ещё несколько лет. Однако обнадёживает тот факт, что IBM смогла обеспечить создание прототипов на традиционных 200-мм подложках, что открывает большие перспективы.
<div style="text-align: center;"></div>
<div style="text-align: center;"></div>
Графен
Первые графеновые устройства, совместимые с CMOS, могут улучшить беспроводные соединения и обеспечить создание новых высокочастотных решений, которые будут способны работать под враждебными температурами и в условиях радиации в таких областях, как безопасность и медицина.
<div style="text-align: center;">$IMAGE6$</div>
Графеновая интегральная схема, множитель частоты, работает на частоте до 5 ГГц и считается стабильной при температуре до 200°C. Хотя необходимы дополнительные исследования, демонстрация показывает, что графеновые схемы могут быть использованы в условиях высоких температур.
Новая архитектура предполагает встраивание слоя графена в затвор вместо традиционного процесса депонирования. Благодаря этому обеспечивается более высокий уровень выхода годных графеновых чипов на 200-мм подложке.
Углеродные нанотрубки
Исследователи IBM также продемонстрировали первый транзистор, длина затвора которого меньше 10 нм. Таким образом, компания обошла самые совершенные на сегодняшний день технологии.
<div style="text-align: center;">$IMAGE7$</div>
Чипы, использующие транзисторы с затворами менее 10 нм, будут использоваться в солнечных панелях, дисплеях и компьютерах в следующем десятилетии. Такого масштаба будет чрезвычайно сложно достигнуть с помощью традиционных кремниевых технологий даже в будущем. Поэтому углеродные нанотрубки могут найти применение в чипах, исполняемых по нормам техпроцесса менее 10 нм.
Все эти технологии не появятся завтра — для их коммерческого воплощения потребуются ещё гигантские инвестиции, однако такие прорывы обеспечивают для индустрии движение вперёд.
</div> 
</div>