Возвращение гигагерцевых войн: Новый китайский транзистор использует бисмут вместо кремния, потенциально обеспечивая на 40% большую скорость по сравнению с Intel и TSMC

Кремний долгое время был краеугольным камнем полупроводниковой индустрии. Тем не менее, исследователи из Пекинского университета предлагают инновационный метод интеграции транзисторов с использованием висмута вместо кремния. По утверждениям исследователей, это потенциально может обеспечить увеличение скорости на 40% при потреблении энергии на 10% меньше по сравнению с самыми передовыми коммерческими чипами от Intel и TSMC, как сообщает Interesting Engineering.

В кратком исследовательском документе под названием «Эффективная двумерная логическая схема на основе эпитаксиальной монолитной трехмерной интеграции», опубликованном в журнале Nature, команда из Пекина детально описывает их инновационную технологию.

Возможно, ты задаешься вопросом: «Что такое бисмут?». Давайте проясним ситуацию: команда из Пекина использует бисмут как в полупроводниках, так и в высокодиэлектрических оксидах. Этот металл принадлежит к категории послепереходных элементов, которая также включает свинец, галлий, индий, олово и другие. В отличие от этих элементов, кремний часто считается металлоидом и полупроводником во многих случаях, тогда как бисмут становится полупроводником только при использовании в тонких слоях.

Тем временем Huawei одновременно проводит испытания на передовой экстремально ультрафиолетовой (EUV) литографической машине, которая, как полагают, соответствует лучшим показателям ASML. Важно отметить, что ASML производит оборудование для TSMC, Intel и других компаний, а устройство Huawei может начать производство позже в 2022 году.

Давайте пересмотрим статью о природе и отметим впечатляющее открытие: «В этом исследовании нам удалось создать крупномасштабную многослойную однослойную кристаллическую структуру с использованием низкотемпературной трехмерной интеграции. Этот инновационный метод объединил высокопроизводительный двумерный полупроводник Bi2O2Se с диэлектриком высокого K Bi2SeO5, что привело к атомно-гладкой интерфейсу. Такое сочетание повысило подвижность электронов до 280 см²/В·с и улучшило суброльовую крутизну примерно до 62 мВ/десятилетие.»

Действительно, они сообщили о напряжении в размере 62 милливольт на десятилетие, но должен признать, что не совсем понимаю значение этого. Однако стоит отметить, что группа гордится тем, что имеет длину затвора 30 нанометров. Если эта цифра кажется намного больше заявленной технологии 3-нанометра от таких компаний, как TSMC, важно учесть, что термины типа ‘3 нм’ являются скорее маркетинговым жаргоном, чем точным представлением текущей технологической реальности.

B более простых словах:
Они сказали, что достигли напряжения в размере 62 милливольт на десятилетие, но я не совсем понимаю, что это значит. Важно подчеркнуть, что они утверждают длину затвора в 30 нанометров. Эта цифра выглядит больше заявленной технологии 3-нанометра от компаний вроде TSMC, но имейте в виду, что такие термины являются скорее маркетинговыми лозунгами, нежели точными показателями современных технологических достижений.

Например, узел N3E, используемый в новейших процессорах Apple от TSMC, имеет ширину затвора не менее 45 нанометров и зазор между металлическими слоями в 23 нанометра. С другой стороны, предположительно узел Intel 18A имеет диапазон зазоров между металлическими слоями от 30 до 36 нанометров. В любом случае, ни один из них не близок к отметке в 3 нанометра.

Как энтузиаст, я в восторге от предполагаемого улучшения, которое обещает работу на 1.4 раза быстрее при лишь 90% потребляемой мощности по сравнению с ведущими коммерческими кремниевыми чипами. Однако не совсем понятно, как проводится это сравнение, учитывая различия узлов Intel и TSMC. Несмотря на это, если принять во внимание 5 ГГц в качестве приблизительного эталона для скорости топ-уровня современных чипов (кроме нескольких особых случаев), это означало бы процессор с потрясающей частотой 7 ГГц, что действительно выходит за рамки привычного!

Вследствие этого пекинская команда гордится тем, что разработала ‘самый быстрый и продуктивный транзистор до сих пор’. Действительно ли их заявление справедливо или нет, ещё предстоит узнать. Тем не менее, данное исследование в сочетании с машиной для литографии Huawei несомненно добавляет масла в огонь относительно растущего доминирования Китая в области технологий чипов.

Как геймер, я не могу перестать задаваться вопросом, смогут ли разработчики наконец преодолеть разрыв между современными технологиями и чем-то по-настоящему революционным. Кажется, это вопрос скорее когда, чем если произойдет. Теперь касательно технологий микросхем на основе висмута — интригующая концепция, однако за эти годы мы наблюдали множество попыток свергнуть кремний как короля чипов. Пока что ни одна из них не увенчалась успехом…

1. Оптимальный процессор для гейминга: Ведущие процессоры от Intel и AMD.
2. Идеальная игровая материнская плата: Подходящие основные платы.
3. Превосходная видеокарта: Здесь ваш идеальный настройщик кадровой частоты.
4. Лучший SSD для игр: Прыгайте в игру заблаговременно.

Смотрите также

2025-03-12 20:17