Чипы памяти толщиной всего в 10 атомов могут значительно увеличить емкость

Чипы рабочей памяти толщиной всего в 10 атомов могут привести к значительно большей емкости электронных устройств, таких как смартфоны.

После десятилетий миниатюризации современные компьютерные чипы теперь имеют исчезающе маленькие компоненты, часто загромождающие их. десятки миллиардов транзисторов на область размером с ноготь. Но хотя размер компонентов на кремниевой пластине стал чрезвычайно мал, сами пластины остаются относительно толстыми, а это означает, что существуют пределы того, насколько вы можете увеличить сложность чипов, накладывая несколько слоев друг на друга.

Ученые работали над более тонкие чипы, изготовленные из так называемых 2D-материалов например, графен, который состоит из одного слоя атомов углерода и теоретически настолько тонкий, насколько это возможно. Но до сих пор из таких материалов можно было создавать только простые конструкции чипов, и было сложно соединить их с традиционными процессорами и интегрировать в электрические устройства.

Сейчас Чунсен Лю из Университета Фудань в Шанхае и его коллеги объединили 2D-чип толщиной около 10 атомов с чипом под названием CMOS, который в настоящее время используется в компьютерах. Способ изготовления этих чипов оставляет шероховатую поверхность, что затрудняет укладку на нее 2D-листа. Лю и его коллеги преодолели эту проблему, отделив 2D-чип от традиционного CMOS-чипа слоем стекла, который не является частью текущих процессов и должен быть промышленно внедрен перед массовым производством.

Прототип модуля рабочей памяти, разработанный командой, показал точность более 93 процентов в тестах. Хотя это далеко не соответствует надежности, необходимой для потребительских устройств, это представляет собой многообещающее доказательство концепции.

«Это очень интересная технология с огромным потенциалом, но еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем она станет коммерчески жизнеспособной», — говорит Стив Фербер в Манчестерском университете, Великобритания.

Кай Сюй В Королевском колледже Лондона говорят, что дальнейшее сокращение существующих конструкций чипов без использования 2D-материалов будет проблематичным, поскольку утечка сигнала происходит, когда традиционные компоненты изготавливаются с чрезвычайно маленькой шириной. Уменьшение толщины слоев может преодолеть этот эффект – а это означает, что миниатюризация по толщине потенциально может позволить еще большую миниатюризацию по ширине.

«Кремний уже столкнулся с препятствиями», — говорит Сюй. “2D-материал, возможно, сможет преодолеть эти эффекты. Если он очень тонкий, управление воротами может быть более равномерным и более совершенным, поэтому утечки будут меньше”.