Точність на рівні атомів. У Китаї заявили про створення найменшого та найенергоефективнішого транзистора у світі

Про це пише видання Interesting Engineering.

Йдеться про так звані ферроелектричні польові транзистори(FeFET), які поєднують зберігання і обробку даних в одному елементі. Такий підхід наслідує принцип роботи людського мозку і дозволяє зменшити витрати енергії.

Читайте также: Музика після смерті. Spotify та Liquid Death випустили урну для попелу з Bluetooth-колонкою

Сучасні кремнієві чипи працюють інакше: пам’ять і обчислення в них розділені. Під час складних операцій дані доводиться постійно передавати між цими блоками, що потребує часу та великої кількості електроенергії. Із розвитком штучного інтелекту, який обробляє великі масиви інформації, ця проблема стала ще помітнішою — такі системи споживають багато струму і виділяють значну кількість тепла.

Ідея створити чипи, які працюють за принципом мозку, існує давно. FeFET вважають перспективними для цього, оскільки вони об’єднують пам’ять і логіку. Проте раніше такі транзистори вимагали високої напруги для запису й стирання даних — близько 1,5 вольта, тоді як сучасні логічні схеми працюють при напрузі менше 0,7 вольта. Науковці порівнюють це з необхідністю штовхати важкі двері.

Команда під керівництвом Цю Ченгуана з Peking University та Пен Ляньмао з Chinese Academy of Sciences змінила конструкцію транзистора. Використовуючи сучасні методи обробки матеріалів, вони зменшили розмір керувального електрода до 1 нанометра. Для порівняння, товщина молекули ДНК становить приблизно 2 нанометри, тому виготовлення вимагало точності на рівні окремих атомів.

Нова структура створює електричне поле в ферроелектричному шарі й дозволяє знизити робочу напругу до 0,6 вольта. За даними дослідників, такий транзистор споживає приблизно в десять разів менше енергії, ніж попередні FeFET.

Читайте также: Система стискання. Місячні землетруси виявилися значно поширенішими, ніж вчені вважали раніше

Крім економії енергії, пристрій забезпечує швидку роботу — час відгуку становить близько 1,6 наносекунди. В університеті запатентували технологію виробництва та конструкцію цих чипів.

Дослідники повідомили газеті South China Morning Post, що ця технологія може сприяти створенню енергоефективних дата-центрів і високопродуктивних процесорів, а також відкриває можливість розробки чипів із техпроцесом менше ніж 1 нанометр.