Ilmuwan Tiongkok telah mengembangkan bahan semikonduktor ultra-tipis baru yang dikatakan dapat membantu menciptakan microchip yang cepat dan lebih hemat energi. Chip ini akan mendukung aplikasi kecerdasan buatan pada perangkat.
Bahan semikonduktor baru ini hanya setebal 0,7 nanometer. Metode fabrikasi ini dikembangkan oleh tim yang dipimpin oleh Zhang Guangyu dari Chinese Academy of Sciences dan Liu Kaihui dari Universitas Peking, menurut laporan South China Morning Post. Chip baru ini diharapkan dapat meningkatkan daya untuk aplikasi kecerdasan buatan pada perangkat.
Ilmuwan Tiongkok menggunakan material 2D untuk menggantikan silikon untuk chip AI
Para peneliti telah mengatasi hambatan besar dalam mengurangi ukuran chip silikon tradisional. Ketika perangkat elektronik menyusut ukurannya, chip komputasi tradisional mencapai batas fisiknya sehingga memengaruhi kinerjanya.
Baca juga: Biden mendanai pusat pemodelan semikonduktor virtual
Para ilmuwan Tiongkok mengerjakan dichalcogenides logam transisi (TMD) dua dimensi sebagai alternatif pengganti silikon tradisional. Perbedaan ketebalan material cukup signifikan karena TMD adalah 0,7 nanometer dibandingkan silikon 5 hingga 10 nanometer.
Keuntungan tambahannya adalah chip berbasis TMD mengonsumsi lebih sedikit daya, dan sifat transpor elektronnya lebih baik dibandingkan silikon. Hal ini menjadikannya pilihan yang lebih baik untuk transistor yang diperkecil untuk chip fotonik dan elektronik generasi berikutnya.
Kristal tidak murni sering kali tercipta selama fabrikasi tradisional karena atom dirangkai lapis demi lapis pada substrat. Demi pemahaman, dapat dikatakan bahwa prosesnya sama dengan membangun tembok dengan batu bata, kata Kaihui kepada kantor berita Xinhua. Dia berkata,
“Hal ini disebabkan oleh susunan atom yang tidak terkendali dalam pertumbuhan kristal dan akumulasi pengotor dan cacat.”
Chip seukuran kuku akan memiliki daya komputasi lebih besar
Tim memposisikan lapisan atom pertama pada substrat selama proses berlangsung, seperti yang dilakukan dalam proses tradisional. Perbedaannya dibuat dengan menempatkan atom-atom berikutnya di antara lapisan pertama kristal dan substrat.
Teknik baru ini disebut “tumbuh pada antarmuka,” yang memastikan bahwa sifat struktur setiap lapisan kristal ditentukan secara sempurna oleh substrat di bawahnya. Hal ini juga membantu mencegah akumulasi cacat pada satu titik dan meningkatkan presisi struktural.
Baca juga: AS dan UE memanfaatkan AI untuk mencari alternatif dalam manufaktur semikonduktor
Menurut informasi di situs Universitas Peking, penelitian ini mencapai tingkat pembentukan lapisan kristal sebesar 50 lapisan per menit. Teknik tersebut mampu membuat maksimal 15.000 lapisan.
Universitas mengatakan bahwa keselarasan atom di setiap lapisan diatur secara tepat dan sejajar sempurna satu sama lain. Kristal yang dibuat terbuat dari bahan berstandar internasional, seperti molibdenum disulfida, niobium disulfida, dan beberapa lainnya. Semua material ini sesuai dengan standar global untuk material sirkuit terpadu, kata para peneliti.
Liu mengatakan bahwa kristal 2D ini, bila digunakan dengan bahan lain untuk transistor, memiliki kemampuan untuk meningkatkan integrasi chip. Kepadatan transistor dapat ditingkatkan secara signifikan untuk meningkatkan daya komputasi dan pada microchip seukuran kuku.