Çin'in Yeni 2D Transistörü Yakında Dünyanın En Hızlı İşlemcilerini Üretmek İçin Kullanılabilir

Çin'deki araştırmacılar, enerji tüketimini azaltırken performansı önemli ölçüde artırabilecek yeni bir silikonsuz transistör yarattıklarını söylüyorlar. Ekip, bu gelişmenin transistör araştırmaları için yeni bir yönü temsil ettiğini söylüyor.

Bilim adamları, yeni transistörün bir gün Intel gibi ABD şirketleri tarafından üretilen mevcut en iyi silikon işlemcilerden %40'a kadar daha hızlı performans gösterebilecek çiplere entegre edilebileceğini söyledi. South China Morning Post'ta (SCMP) yer alan bir habere göre bu durum böyle.

Güçteki bu çarpıcı artışa rağmen, araştırmacılar bu tür çiplerin aynı zamanda %10 daha az güç çekeceğini iddia ediyor. Bilim insanları bulgularını 13 Şubat'ta Nature dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada özetlediler.

Çin'deki Pekin Üniversitesi'nde (PKU) kimya profesörü olan çalışmanın başyazarı Hailin Peng SCMP'ye şunları söyledi: “Mevcut malzemelere dayalı çip yenilikleri ‘kısa yol’ olarak kabul edilirse, 2D malzeme tabanlı transistörleri geliştirmemiz ‘şerit değiştirmeye’ benzer.”

 

Yeni Bir Tür Silikonsuz Transistör

Bilim insanları makalede, verimlilik ve performans artışlarının çipin benzersiz mimarisi, özellikle de yarattıkları yeni iki boyutlu silikonsuz transistör sayesinde mümkün olduğunu söyledi. Bu transistör bir kapı-etrafında-alan-etkili transistördür (GAAFET). Kanatlı alan etkili transistör (FinFET) gibi önceki öncü transistör tasarımlarının aksine, GAAFET transistörü kaynakları sadece üç yerine dört tarafta bir geçitle sarar

En temel düzeyde bir transistör, her bilgisayar çipinde bulunan yarı iletken bir cihazdır. Her transistörün, transistörün bir anahtar olarak işlev görmesini sağlayan bir kaynağı, bir kapısı ve bir drenajı vardır.

Geçit, bir transistörün kaynak ve boşaltma terminalleri arasındaki akım akışını kontrol etme şeklidir ve hem bir anahtar hem de amplifikatör olarak hareket edebilir. Bu geçidin, geleneksel transistörlerde olduğu gibi sadece üç yerine bir kaynağın (veya bazı transistörlerde birden fazla kaynak bulunduğu için kaynakların) her tarafına sarılması, hem performans hem de verimlilikte potansiyel iyileştirmelere yol açar.

Bunun nedeni, tamamen sarılmış bir kaynağın daha iyi elektrostatik kontrol (statik elektrik deşarjlarında daha az enerji kaybı olduğu için) ve daha yüksek sürücü akımları ve daha hızlı anahtarlama süreleri potansiyeli sağlamasıdır.

GAAFET mimarisinin kendisi yeni olmasa da, PKU ekibinin yarı iletken olarak bizmut oksi selenid kullanması ve bunu “atomik olarak ince” iki boyutlu bir transistör oluşturmak için kullanmış olmalarıdır.

Bilim insanları, 2D bizmut transistörlerin geleneksel silikona göre daha az kırılgan ve daha esnek olduğunu da sözlerine ekledi. Bizmut, bir elektrik alanı uygulandığında elektronların içinden geçebileceği hız olan daha iyi taşıyıcı hareketliliği sağlar. Ayrıca yüksek bir dielektrik sabitine (bir malzemenin elektrik enerjisini depolama yeteneğinin bir ölçüsü) sahiptir ve bu da transistörün artan verimliliğine katkıda bulunur.

Bu transistörün Intel ve diğer şirketlerin ABD yapımı çiplerinden daha hızlı olduğu kanıtlanan bir çipe yerleştirilmesi halinde, Çin'in gelişmiş çip satın alma konusundaki mevcut kısıtlamaları aşmasına ve tamamen farklı bir üretim sürecine geçerek ABD çip üretimine girmesine de olanak sağlayabilir.

Bu yazı LIVESCIENCE’ de yayınlanmıştır.