Технологии Китая. Шанхайские ученые разработали новый материал, который можно использовать для создания двумерных компьютерных чипов с низким энергопотреблением, что может значительно повысить их энергоэффективность и повлиять на продолжительность работы аккумуляторов смартфонов.
Чипы с низким энергопотреблением и высокой производительностью на основе этого материала также поддержат устойчивое развитие 5G, искусственного интеллекта, интернета вещей и других областей, а также будут способствовать популяризации следующего поколения умных устройств, говорят исследователи.
По мере того как электронные устройства становятся все меньше и мощнее, количество транзисторов продолжает расти, даже если сами чипы становятся меньше.
Специалисты пояснили, что при уменьшении толщины обычных транзисторных материалов на основе кремния до нанометрового уровня их изоляционные свойства значительно снижаются, что приводит к утечке тока. Это не только повышает энергопотребление чипа, но и приводит к увеличению тепловыделения, что негативно сказывается на стабильности и сроке службы устройства.
Чтобы решить проблему, группа ученых из Шанхайского института микросистем и информационных технологий Китайской академии наук разработала инновационную технологию интеркаляционного окисления металлов и использовала ее для формирования кристалла сапфирового диэлектрика, который применяется при разработке 2D-чипов с низким энергопотреблением и высокой производительностью.
Технологии Китая: прорыв в полупроводниковой промышленности
Статья о прорыве была опубликована в среду в международном научном журнале Nature.
Двумерные полупроводниковые материалы идеально подходят для следующего поколения интегральных микросхем. Samsung работает над применением таких материалов в производстве высокочастотных микросхем с низким энергопотреблением. Taiwan Semiconductor Manufacturing Co изучает возможности интеграции таких материалов в существующие полупроводниковые процессы для улучшения характеристик транзисторов и снижения энергопотребления.
А Европейский союз принял закон о европейских чипах, который поощряет исследования и разработку двумерных полупроводниковых материалов.
Ди Цзэнфэн (Di Zengfeng), ведущий исследователь группы, говорит, что суть технологии заключается в возможности точно манипулировать атомами кислорода, чтобы они слой за слоем встраивались в кристаллическую решетку алюминия при комнатной температуре, образуя упорядоченный монокристалл глиноземного диэлектрического материала – сапфира.
Обычные глиноземные материалы часто имеют неупорядоченную структуру, что может привести к значительному снижению их изоляционных свойств в очень тонких слоях. Однако монокристаллическая структура сапфира обеспечивает его более высокую подвижность электронов и меньшую утечку тока, говорит Ди.
“Упорядоченное расположение материала на микроскопическом уровне обеспечивает стабильность электронов во время транспортировки, что позволяет предотвратить утечку тока даже при толщине всего в 1 нанометр, тем самым значительно повышая энергоэффективность чипов”, – сказал он.
Новость Китая “Технологии Китая: двумерные чипы с низким энергопотреблением” подготовлена Порталом PRC.TODAY по материалам сайта China Daily.
Если вам понравилась новость или появились вопросы, оставьте ваш комментарий или обсудите эту новость в нашем Telegram-канале
