Wraz z tym, jak tradycyjne materiały krzemowe zbliżają się do swoich fizycznych granic, przemysł półprzewodnikowy stoi u progu transformacji. Zespół badawczy z Uniwersytetu Tokijskiego opracował ostatnio nowy typ tranzystora oparty na tlenku indu domieszkowanego galem (InGaOx), który ma potencjał do przedłużenia cyklu życia prawa Moore’a w zastosowaniach obliczeniowych wymagających wysokiej wydajności, takich jak sztuczna inteligencja i big data. Ta innowacja może otworzyć zupełnie nowy rozdział w projektowaniu tranzystorów w erze postkrzemowej.
Spis treści:
Tranzystory Stoją Przed Wąskim Gardłem: Poszukiwanie Zamienników Krzemu
Od czasu ich powstania w XX wieku, tranzystory są podstawowymi elementami nowoczesnych produktów elektronicznych, działając jako miniaturowe przełączniki kontrolujące i wzmacniające sygnały elektryczne. Jednakże, w miarę jak urządzenia elektroniczne nieustannie dążą do miniaturyzacji i wysokiej wydajności, tradycyjne tranzystory oparte na krzemie stopniowo zbliżają się do swoich fizycznych granic, stając przed podwójnym wyzwaniem wydajności i zużycia energii. Zmusiło to naukowców do aktywnego poszukiwania nowych materiałów i projektów, aby przełamać obecne wąskie gardła technologiczne i napędzać ciągły rozwój mikroelektroniki.
Tlenek Indu: Idealny Materiał dla Tranzystorów Następnej Generacji
Zespół badawczy z Uniwersytetu Tokijskiego uważa, że tlenek indu domieszkowany galem (InGaOx) otwiera lepszą drogę dla rozwoju tranzystorów. Materiał ten jest zdolny do tworzenia wysoce uporządkowanych struktur krystalicznych, co znacznie sprzyja efektywnemu ruchowi elektronów, co jest kluczowe dla poprawy wydajności tranzystorów.
Ponadto, nowy tranzystor wykorzystuje innowacyjną konstrukcję „Gate-All-Around (GAA)” (bramka otaczająca kanał). Taka konstrukcja pozwala bramce kontrolującej przełącznik całkowicie otoczyć kanał przepływu prądu, co nie tylko znacząco zwiększa ruchliwość elektronów, ale także przyczynia się do poprawy długoterminowej stabilności tranzystora. Dr Chen Anlan, główny badacz, wskazał, że struktura bramki otaczającej kanał może skutecznie zwiększyć wydajność i skalowalność.
Tłumienie Defektów: Osiąganie Wysokiej Wydajności i Niezawodności
Aby jeszcze bardziej zoptymalizować reakcję elektryczną InGaOx, zespół badawczy domieszkował tlenek indu galem. Starszy autor, Masaharu Kobayashi, wyjaśnił, że tlenek indu zazwyczaj zawiera defekty tlenowe, które mogą prowadzić do rozpraszania nośników ładunku i zmniejszenia stabilności elementu. Poprzez domieszkowanie galem, naukowcom udało się skutecznie stłumić te defekty tlenowe, co znacznie zwiększyło niezawodność tranzystora.
W procesie produkcji zespół wykorzystał technologię osadzania warstw atomowych (ALD) do warstwowego nanoszenia cienkiej warstwy InGaOx na obszarze kanału tranzystora GAA. Następnie, poprzez obróbkę cieplną, cienka warstwa została przekształcona w pożądaną strukturę krystaliczną, co ostatecznie doprowadziło do pomyślnego wytworzenia wysokowydajnego tranzystora polowego z tlenku metalu (MOSFET). Dr Chen Anlan stwierdził, że ten tranzystor MOSFET GAA osiągnął wysoką ruchliwość 44,5 cm²/Vs i był w stanie stabilnie działać przez prawie trzy godziny pod obciążeniem, wykazując wyjątkową niezawodność.
W Stronę Przyszłości: Nowy Impuls dla Zastosowań AI i Big Data
Wyniki tych badań zapewniają niezawodne projektowanie elementów elektronicznych o wysokiej gęstości dla zastosowań wymagających wysokiej wydajności obliczeniowej, takich jak big data i sztuczna inteligencja. Przełomowy postęp w nowych tranzystorach InGaOx zapowiada sprawne działanie technologii nowej generacji, co będzie miało znaczący wpływ na codzienne życie ludzi. Poprawa wydajności tranzystorów oznacza, że przyszłe treningi AI będą bardziej efektywne, a przetwarzanie danych szybsze, co otworzy więcej możliwości innowacji w różnych branżach.
Odniesienia:
- Kontynuacja prawa Moore’a wspierająca rozwój AI! Uniwersytet Tokijski opracowuje „nowy tranzystor” zastępujący materiały krzemowe
- Crystal-Powered Transistor Could Replace Silicon and Supercharge AI
(Źródło pierwszego zdjęcia: iStock)
W zakresie szlifowania oferujemy indywidualne dostosowanie. Możemy modyfikować proporcje zgodnie z Twoimi potrzebami, aby osiągnąć najwyższą wydajność.
Zapraszamy do kontaktu, nasi specjaliści odpowiedzą na Twoje pytania.
Jeśli potrzebujesz wyceny, skontaktuj się z nami.
Godziny obsługi klienta: poniedziałek – piątek 09:00-18:00
Numer kontaktowy：07 223 1058
Jeśli masz jakieś pytania, zapraszamy do wysłania wiadomości prywatnej na Facebooku!
Nasza strona na FB：https://www.facebook.com/honwaygroup
Być może zainteresują cię inne artykuły…
[wpb-random-posts]
