IBM obiecuje nanorurkową rewolucję

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Badacze IBM-a twierdzą, że około 2020 roku powinien pojawić się pierwszy procesor z tranzystorami wykonanymi z węglowych nanorurek. Jeśli do tego czasu Prawo Moore'a miałoby zachować ważność, to krzemowe układy scalone musiałyby powstawać w technologii 5 nanometrów. To poziom, przy którym krzem przestaje działać i nie mamy niczego, co mogłoby go zastąpić - mówi Wilfried Haensch z IBM-owskiego centrum badawczego T.J. Watson. Obecnie tylko węglowe nanorurki dają nadzieję na utrzymanie tempa rozwoju układów scalonych, pozwalając na produkowanie tańszych i szybszych tranzystorów.

IBM już w 1998 roku stworzył jeden z pierwszych działających tranzystorów z węglowych nanorurek. Obecnie Błękitny Gigant to pierwsza wielka firma, która deklaruje, że ma zamiar skomercjalizować technologię układów scalonych z węglowych nanorurek.

Dotychczas koncern stworzył układy scalone składające się z 10 000 nanorurkowych tranzystorów, a obecnie opracowuje technikę umieszczania takich tranzystorów na podłożu krzemowym na skalę przemysłową. Technika ma być jak najbardziej podobna do obecnie wykorzystywanych technologii, dzięki czemu będzie łatwiejsza i tańsza w zaimplementowaniu. W swojej pracy inżynierowie IBM-a korzystają z symulacji, podczas których obliczali wydajność procesora wykorzystującego miliardy nanorurkowych tranzystorów. Symulacje wykazały, że nowe układy będą pięciokrotnie bardziej wydajne od analogicznych chipów krzemowych, zużywając przy tym tyle samo energii.

Opracowana przez IBM architektura zakłada budowę tranzystora z 6 równolegle połączonych nanorurek. Średnica każdej nanorurki ma wynosić 1,4 nanometra, a jej długość to około 30 nm. Odległość pomiędzy nanorurkami to 8 nanometrów. Oba końce takiego tranzystora będą podłączone do elektrod. Trzecia elektroda zostanie umieszczona pod nanorurkami. IBM próbował przetestować taką architekturę w praktyce, jednak współczesna technologia nie pozwala na tak bliskie umieszczenie nanorurek obok siebie. Dlatego też inżynierowie pracują nad chemicznymi rozwiązaniami, dzięki którymi nanorurki samodzielnie się uporządkują w wymagany sposób, a później do całości zostaną dodane elektrody i inne podzespoły.

Na razie IBM nie opracował jeszcze metody budowy odpowiednio małego nanorurkowego tranzystora. Dlatego też prace toczą się w jego laboratoriach badawczych, a nie w wydziałach odpowiedzialnych za produkcję półprzewodników. Firma nie wyklucza bowiem, że nie zakończy badań przed rokiem 2020 i może stracić okazję do rozpropagowania swojej technologii. Przemysł, który nie będzie mógł korzystać już z krzemowych tranzystorów może bowiem zaadaptować inną technologię. Problem w tym, że węglowe nanorurki mają obecnie największe szanse na zastąpienie krzemu. Ich najbliższym konkurentem mogą być technologie spintroniczne, jednak po pierwsze nie są one tak dobrze rozwinięte jak nanorurki, a poza tym nie zachowują się podobnie do krzemowych tranzystorów, zatem ich wprowadzenie będzie trudniejsze i bardziej kosztowne.

« powrót do artykułu