Âûáèðàé : Ïîêóïàé : Èñïîëüçóé
â ôîêóñå
0

Êðåìíèé íå âå÷åí: íîâûé ñïëàâ îáåùàåò ïðîðûâ

Ó÷åíûå âûÿñíèëè, ÷òî àðñåíèä ãàëëèÿ-èíäèÿ ïîäõîäèò äëÿ èçãîòîâëåíèÿ âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ êîìïüþòåðíûõ òðàíçèñòîðîâ. Ïðè ðàáîòå íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ òðàíçèñòîðû èç ýòîãî ñïëàâà âïîëíå ñïîñîáíû ñîñòàâèòü êîíêóðåíöèþ êðåìíèþ.

Íà ïðîòÿæåíèè ìíîãèõ äåñÿòèëåòèé â ïðîèçâîäñòâå êîìïüþòåðíûõ ìèêðîñõåì è òðàíçèñòîðîâ äîìèíèðîâàë òîëüêî îäèí ìàòåðèàë — êðåìíèé. Äàæå ìèðîâàÿ òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñòîëèöà — Êðåìíèåâàÿ äîëèíà — íîñèò åãî èìÿ. Íî ýïîõà êðåìíèÿ íå ìîæåò äëèòüñÿ âå÷íî — ìèðó ñêîðî áóäóò íóæíû åùå áîëåå ïðîèçâîäèòåëüíûå òðàíçèñòîðû.

Èññëåäîâàòåëè èç MIT äîêàçàëè, ÷òî InGaAs (àðñåíèä ãàëëèÿ-èíäèÿ) èìååò îãðîìíûå ïåðñïåêòèâû äëÿ èçãîòîâëåíèÿ áîëåå êîìïàêòíûõ è ýíåðãîýôôåêòèâíûõ òðàíçèñòîðîâ, ÷åì êðåìíèåâûå. Ðàíåå ó÷åíûå óæå èçó÷àëè ýòîò ñïëàâ, íî ñ÷èòàëè, ÷òî ó òðàíçèñòîðîâ èç InGaAs ïðîèçâîäèòåëüíîñòü õóæå, ÷åì ó êðåìíèåâûõ. Îäíàêî íîâàÿ ðàáîòà ïîêàçûâàåò, ÷òî òàêîå óõóäøåíèå ýôôåêòèâíîñòè íå ÿâëÿåòñÿ âíóòðåííèì ñâîéñòâîì ñàìîãî ìàòåðèàëà è ïðîáëåìó ìîæíî ðåøèòü.

Òðàíçèñòîðû — ýòî ñòðîèòåëüíûå áëîêè ëþáîãî êîìïüþòåðà. Èõ ðîëü â êà÷åñòâå ïåðåêëþ÷àòåëåé, îñòàíàâëèâàþùèõ ýëåêòðè÷åñêèé òîê èëè ïîçâîëÿþùèõ åìó òå÷ü, ïðîñòî îãðîìíà. Íî äëÿ ïîâûøåíèÿ âû÷èñëèòåëüíîé ìîùíîñòè êîìïüþòåðîâ â áóäóùåì, êàê è ñåé÷àñ, èíæåíåðàì ïðèäåòñÿ ðàçðàáàòûâàòü âñå áîëåå êîìïàêòíûå òðàíçèñòîðû ñ åùå áîëåå âûñîêîé ïëîòíîñòüþ ðàçìåùåíèÿ. Âîçìîæíîñòè êðåìíèÿ — ïîëóïðîâîäíèêà, êîòîðûé ñåé÷àñ  èñïîëüçóþò äëÿ òðàíçèñòîðîâ — íå áåçãðàíè÷íû. Íî åñòü âñå øàíñû, ÷òî InGaAs ñòàíåò åìó êîíêóðåíòîì.

Óæå èçâåñòíî, ÷òî InGaAs îáëàäàåò îòëè÷íûìè ñâîéñòâàìè äëÿ ïåðåíîñà ýëåêòðîíîâ — îíè ëåãêî ïåðåíîñÿòñÿ ÷åðåç íåãî äàæå ïðè íåâûñîêîì íàïðÿæåíèè. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî òðàíçèñòîðû èç InGaAs ñïîñîáíû íà áûñòðóþ îáðàáîòêó ñèãíàëîâ, à ýòî óæå âåäåò ê áîëåå áûñòðûì âû÷èñëåíèÿì. À âîçìîæíîñòü ðàáîòàòü ïðè íèçêîì íàïðÿæåíèè îçíà÷àåò, ÷òî òðàíçèñòîðû èç ýòîãî ìàòåðèàëà ñäåëàþò êîìïüþòåðû åùå ýíåðãîýôôåêòèâíåå. Ïðàâäà, äî ïîñëåäíåãî âðåìåíè áûëà îäíà çàãâîçäêà.

Ñâîéñòâà ìàòåðèàëà äëÿ ïåðåíîñà ýëåêòðîíîâ ñòàíîâÿòñÿ õóæå â íåáîëüøèõ ìàñøòàáàõ, êàê ðàç âàæíûõ äëÿ ïðîèçâîäñòâà áîëåå ìîùíûõ ïðîöåññîðîâ ñ âûñîêîé ïëîòíîñòüþ òðàíçèñòîðîâ. Ýòà ïðîáëåìà ðàíåå è ïðèâåëà ó÷åíûõ ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî íàíîðàçìåðíûå òðàíçèñòîðû èç InGaAs íå ãîäÿòñÿ äëÿ ýòîé öåëè. Íî ñïåöèàëèñòû èç MIT äîêàçàëè, ÷òî òàêàÿ îñîáåííîñòü — íå áîëåå ÷åì çàáëóæäåíèå.

Îíè âûÿñíèëè, ÷òî ïðîáëåìû ñ ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ íàïðÿìóþ ñâÿçàíû ñ îêñèäíûìè âêëþ÷åíèÿìè. Îíè çàñòàâëÿþò ýëåêòðîíû çàñòðåâàòü ïðè ïîïûòêå ïðîéòè ÷åðåç òðàíçèñòîð. Êîãäà ïîäêëþ÷àåòñÿ íàïðÿæåíèå, òî ïðè íàëè÷èè çàõâà÷åííûõ ýëåêòðîíîâ â êàíàëå ñèëà òîêà áóäåò îãðàíè÷åíà. Ñëåäîâàòåëüíî, è ïðîèçâîäèòåëüíîñòü òðàíçèñòîðà ïðè íàëè÷èè îêñèäíûõ âêëþ÷åíèé áóäåò íèæå.

Òàêæå ó÷åíûå îïðåäåëèëè ïðè÷èíó ïîÿâëåíèÿ îêñèäíûõ âêëþ÷åíèé, èçó÷èâ ÷àñòîòíóþ çàâèñèìîñòü òðàíçèñòîðà — ñêîðîñòü, ñ êîòîðîé ýëåêòðè÷åñêèå èìïóëüñû ïðîõîäÿò ÷åðåç òðàíçèñòîð. Íà íèçêèõ ÷àñòîòàõ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü íàíîðàçìåðíûõ òðàíçèñòîðîâ èç InGaAs óõóäøèëàñü. Íî íà ÷àñòîòàõ 1 ÃÃö è âûøå îíè ðàáîòàëè íîðìàëüíî — îêñèäíûå âêëþ÷åíèÿ áîëüøå íå áûëè ïîìåõîé. Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü òðàíçèñòîðîâ ñòàëà âûñîêîé è êîíêóðåíòîñïîñîáíîé.

Ñåé÷àñ èññëåäîâàòåëè íàäåþòñÿ, ÷òî ýòîò ðåçóëüòàò ïîáóäèò ñîîáùåñòâî ïðîäîëæèòü èçó÷åíèå èñïîëüçîâàíèÿ InGaAs â êà÷åñòâå ìàòåðèàëà äëÿ òðàíçèñòîðîâ. Îáíàðóæåííóþ ïðîáëåìó ìîæíî ðåøèòü, à ìàòåðèàë ÿâëÿåòñÿ î÷åíü ïåðñïåêòèâíîé çàìåíîé êðåìíèþ.

Îáçîð MSI PRO DP80: íåòòîï ñ êà÷åñòâàìè íàñòîëüíîãî êîìïüþòåðà

Êîììåíòàðèè
Ñòàòüè ïî òåìå