Китайські вчені розробили новий ультратонкий напівпровідниковий матеріал, який, як стверджується, допоможе створити швидкісні та більш енергоефективні мікрочіпи. Ці чіпи забезпечать роботу додатків штучного інтелекту на пристроях.
Новий напівпровідниковий матеріал має товщину всього 0,7 нанометра. Згідно зі звітом South China Morning Post, метод виготовлення був розроблений командою під керівництвом Чжана Гуанью з Китайської академії наук і Лю Кайхуя з Пекінського університету. Очікується, що нові чіпи збільшать потужність програм штучного інтелекту на пристрої.
Китайські вчені використовували 2D-матеріал для заміни кремнію в мікросхемах ШІ
Дослідники звернулися до основної перешкоди у зменшенні розміру традиційних кремнієвих чіпів. У міру того як електронні пристрої зменшуються в розмірах, традиційні обчислювальні мікросхеми досягають своїх фізичних обмежень, що впливає на їх продуктивність.
Читайте також: Байден фінансує віртуальний центр моделювання напівпровідників
Китайські вчені працювали над двовимірними дихалькогенідами перехідних металів (TMD) як можливою альтернативою традиційному кремнію. Різниця в товщині матеріалу досить значна, оскільки TMD становить 0,7 нанометрів порівняно з 5-10 нанометрами кремнію.
Додатковою перевагою є те, що мікросхеми на основі TMD споживають менше енергії, а їхні властивості транспортування електронів кращі, ніж у кремнію. Це робить їх кращим вибором для надзвичайно зменшених транзисторів для фотонних та електронних мікросхем нового покоління.
Нечисті кристали часто утворюються під час традиційного виготовлення, оскільки атоми збираються шар за шаром на підкладці. Заради розуміння можна сказати, що процес такий самий, як будівництво стіни з цегли, сказав Кайхуї інформаційному агентству Сіньхуа. Він сказав:
«Це пов’язано з неконтрольованим розташуванням атомів у рості кристалів і накопиченням домішок і дефектів».
Чіп розміром з ніготь матиме більшу обчислювальну потужність
Команда розмістила перший шар атомів на підкладці під час процесу, як це робиться в традиційному процесі. Різниця була досягнута шляхом розміщення наступних атомів між першим шаром кристала та підкладкою.
Нова техніка називається «виростання на межі», яка гарантує, що властивості структури кожного окремого кристалічного шару ідеально визначаються підкладкою під ним. Це також допомагає запобігти накопиченню дефектів в одній точці та підвищує структурну точність.
Читайте також: США та ЄС використовують ШІ для пошуку альтернатив у виробництві напівпровідників
Згідно з інформацією на веб-сайті Пекінського університету, дослідження досягло швидкості утворення кристалічного шару 50 шарів на хвилину. Техніка змогла створити максимум 15 000 шарів.
Університет сказав, що вирівнювання атомів у кожному шарі точно кероване та ідеально паралельне один одному. Створені кристали були виготовлені з матеріалів, які відповідали міжнародним стандартам, таких як дисульфід молібдену, дисульфід ніобію та деякі інші. За словами дослідників, усі ці матеріали відповідали світовим стандартам для матеріалів інтегральних схем.
Лю сказав, що ці двовимірні кристали, якщо їх використовувати з іншими матеріалами для транзисторів, мають здатність покращувати інтеграцію мікросхем. Щільність транзисторів можна суттєво збільшити, щоб підвищити обчислювальну потужність мікрочіпа розміром з ніготь.