นักวิทยาศาสตร์จาก ได้สร้างชิปคอมพิวเตอร์ต้นแบบที่ใช้งานได้ตัวแรกที่มีคุณสมบัติของวงจรที่เล็กถึง 7 นาโนเมตร ความสำเร็จครั้งสำคัญ นี้ได้รับความร่วมมือจาก และนักวิจัย คุณสมบัติหลักของชิปทำจากซิลิคอน-เจอร์เมเนียม แทนที่จะเป็นซิลิกอนทั่วไป เทคโนโลยีใหม่นี้จะทำให้สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ 20,000 ล้านตัวลงบนชิปตัวเดียวได้ ซึ่งมากกว่าสองเท่าที่เป็นไปได้ในปัจจุบัน ในปี 1965
ผู้ร่วมก่อตั้ง
ได้ทำนายว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ต่อหน่วยพื้นที่ในวงจรรวมจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกปี และแนวคิดนี้เป็นที่รู้จักในชื่อกฎอุตสาหกรรมซิลิกอนประสบความสำเร็จในการปฏิบัติตามกฎหมายนี้จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ และสิ่งนี้ทำให้เรามีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคราคาประหยัดมากมาย
ปัจจุบัน คุณสมบัติที่เล็กที่สุดของชิปเชิงพาณิชย์มีขนาด 14 นาโนเมตร และมีความคืบหน้าบางอย่างในอุปกรณ์ 10 นาโนเมตรและ 7 นาโนเมตร อย่างไรก็ตาม การใช้เทคนิคการประมวลผลซิลิกอนแบบดั้งเดิมเพื่อสร้างชิปการทำงานที่มีคุณสมบัติที่เล็กกว่า 10 นาโนเมตรนั้น จำเป็นต้องเอาชนะความท้าทาย
ทางเทคโนโลยีที่สำคัญหลายประการ ข้ามการประชุมปัจจุบัน การทำงานร่วมกันที่นำโดยไอบีเอ็มได้ละทิ้งกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์แบบเดิมเพื่อสร้างชิปต้นแบบขนาด 7 นาโนเมตรตัวแรก ทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในอุปกรณ์นี้เรียกว่า “FinFETs” ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งรวมสองเกตเข้าด้วยกัน
ช่องทรานซิสเตอร์ของอุปกรณ์ ชิ้นส่วนที่นำไฟฟ้า ทำจากซิลิกอน-เจอร์เมเนียม (SiGe) แทนที่จะเป็นซิลิกอนบริสุทธิ์ SiGe มีความคล่องตัวของอิเล็กตรอนสูงกว่าซิลิคอนบริสุทธิ์ ซึ่งหมายความว่าเหมาะสำหรับการผลิตทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กมากกว่า นักวิจัยยังสามารถใช้ประโยชน์จากแสงอัลตราไวโอเลต
ที่มีความยาวคลื่นสั้นมากๆ หรือที่เรียกว่า เพื่อปรับปรุงกระบวนการพิมพ์หินสำหรับการแกะสลักอุปกรณ์ขนาดเล็กของพวกเขา การพิมพ์หิน EUV สามารถสร้างเส้นที่บางกว่าเทคนิคทั่วไปที่ใช้แสงที่มีความยาวคลื่นยาวกว่า แม้ว่าอัตราการแกะสลักจะช้ากว่าสำหรับ EUV
ไอบีเอ็ม
ยังกล่าวด้วยว่าใช้กระบวนการ “นวัตกรรม” เพื่อวางทรานซิสเตอร์ให้ชิดกันบนชิป อุปกรณ์เหล่านี้มีระยะพิทช์ 30 นาโนเมตร ซึ่งเป็นระยะห่างระหว่างขอบด้านหน้าของทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวกับขอบด้านหน้าของเพื่อนบ้าน การขยายเทคโนโลยีกระแสหลัก รองประธานฝ่ายวิจัยเซมิคอนดักเตอร์
กล่าวว่าบริษัทของเขา “มุ่งมั่นที่จะใช้เงิน 3 พันล้านดอลลาร์ในการวิจัยและพัฒนาชิปโดยมุ่งเป้าไปที่การขยายเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์กระแสหลักในปัจจุบัน” เขาเสริมว่า IBM กำลังมองหาวัสดุอื่นที่ไม่ใช่ซิลิกอนเป็นวัสดุหลักในเซมิคอนดักเตอร์และการใช้ทรานซิสเตอร์ในการประมวลผลข้อมูล
หัวหน้าห้องปฏิบัติการโครงสร้างนาโนแห่งมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้ กล่าวว่าเทคโนโลยี 7 นาโนเมตรเป็น “ก้าวสำคัญ” สำหรับอุตสาหกรรมวงจรรวม ทั้งในแง่ของการปรับขนาดและการผลิต “แม้ว่ากลุ่มของฉันจะประดิษฐ์ [ทรานซิสเตอร์] ที่ทำงานด้วยซิลิกอนที่เล็กที่สุดในโลก
หากพลาสตรอนหายไปจากการใช้งานส่วนใหญ่ หลักการลดแรงต้านของ SHPo จะไม่มีผลกับพลาสตรอนเช่นกัน เมื่อเผชิญกับข้อจำกัดพื้นฐานนี้ วิธีการที่สมเหตุสมผลเพียงอย่างเดียวที่ใช้ได้กับการใช้งานการไหลทั้งหมดคือการเติมก๊าซที่สูญเสียไป โดยใช้วิธีที่ง่ายต่อการนำไปใช้และใช้พลังงาน
น้อยที่สุด
ห้องปฏิบัติการของเราเป็นผู้บุกเบิกแนวทางดังกล่าว แต่ยังต้องเรียนรู้อีกมากก่อนที่จะนำไปประยุกต์ใช้งานจริงได้ การวิจัยการลดแรงต้านส่วนใหญ่ดำเนินการโดยใช้พื้นผิว SHPo ที่มีโครงสร้างจุลภาคที่ขรุขระแบบสุ่ม นี่เป็นเพราะพื้นผิวดังกล่าวง่ายต่อการประดิษฐ์: สิ่งที่คุณต้องทำ
คือใช้สเปรย์เคลือบ SHPo ที่มีจำหน่ายทั่วไป ในทางตรงกันข้าม พื้นผิวของ SHPo ที่มีโครงสร้างจุลภาคที่กำหนดไว้อย่างดี และการลื่นที่เหนือกว่านั้น จะมีราคาสูงเกินไปสำหรับการผลิตและการติดตั้งบนตัวเรือ – หรือการอภิปรายก็ดำเนินต่อไป อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงที่ไม่สะดวกคือพื้นผิว
ที่มีความหยาบแบบสุ่มในระดับจุลภาคนั้นไม่สามารถให้ใบลื่นเพียงพอในการลดการลากที่มีความหมายในการใช้งานจริงส่วนใหญ่ แนวทางที่ดีกว่าคือการจัดการกับความท้าทายทางเศรษฐกิจนี้โดยการพัฒนาเทคนิคสำหรับพื้นผิว SHPo ที่ผลิตจำนวนมากซึ่งมีโอกาสที่จะลดการลากที่ประเมินค่าได้
อีกเหตุผลหนึ่งว่าทำไมพื้นผิว SHPo แบบสุ่มยังคงได้รับการศึกษา แม้ว่าจะมีทฤษฎีที่พิสูจน์แล้วซึ่งบ่งชี้ถึงข้อจำกัดที่รุนแรงของพวกมัน ก็คือเราสามารถพบผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จมากมายที่รายงานในเอกสาร สาเหตุของความขัดแย้งที่ชัดเจนนี้อยู่ในวิธีทดสอบการลดการลาก
การทดลองลดแรงต้านส่วนใหญ่ดำเนินการในอุโมงค์น้ำ ซึ่งสอดคล้องกับการทดลองการไหลแบบดั้งเดิม แต่ตามที่กลุ่มของฉันได้ยืนยันเมื่อเร็วๆ นี้ ในการทดสอบการไหลโดยใช้อุโมงค์น้ำ น้ำจะอิ่มตัวด้วยอากาศอย่างรวดเร็ว ในสภาวะที่มีความอิ่มตัวสูงนี้ พลาสตรอนที่มีความหนามากจะก่อตัวขึ้น
บนพื้นผิว SHPo แบบสุ่ม โดยได้รับความช่วยเหลือจากส่วนที่ยื่นออกมาขรุขระที่สูงที่สุดเพียงไม่กี่แห่ง โดยธรรมชาติ เราได้รับการลดแรงต้านอย่างมากในสภาวะเหล่านี้: โดยพื้นฐานแล้ว น่าเสียดายที่ปัญหาคือพลาสตรอนที่มีความหนานี้จะหายไปในสภาพน้ำเปิด ซึ่งน้ำส่วนใหญ่ไม่อิ่มตัวและมีแนวโน้ม
ที่จะนำก๊าซออกไป ความแตกต่างระหว่างอุโมงค์น้ำกับสภาพน้ำเปิดเป็นไปได้มากที่สุดว่าทำไมการศึกษาในห้องปฏิบัติการที่ประสบความสำเร็จจึงไม่เคยเกิดขึ้นซ้ำในสภาพแวดล้อมทางทะเลจริง ในความเป็นจริง การศึกษาที่หาได้ยากในรถถังลากจูงจริง ๆ แล้วรายงานการเพิ่มขึ้นของการลากมากกว่าการลด
ลงด้วยพื้นผิว SHPo แบบสุ่ม
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
