Ученые из Массачусетского технологического института представили гибридный микрочип, созданный на основе соединения кремния с нитридом галлия -- очень прочным материалом, используемым обычно при производстве светодиодов. В результате им удалось добиться уменьшения размеров и повышения быстродействия чипа по сравнению с характеристиками существующих сегодня процессоров.
На протяжении вот уже нескольких десятилетий исследователи из разных стран занимаются поиском методов создания гибридных микрочипов, которые позволили бы продлить действие закона Мура. Более 40 лет назад Гордон Мур заявил, что число транзисторов, размещенных на микросхеме, будет удваиваться через каждые два года. Это предсказание сохраняет свою актуальность и до сих пор, хотя некоторые давно предупреждают о том, что утечки тока и увеличение энергопотребления рано или поздно приведут к прекращению срока действия закона Мура.
Если бы ученым удалось найти новые способы повышения эффективности энергопотребления с одновременным уменьшением габаритов и увеличением быстродействия, у них появились бы хорошие шансы продлить срок действия закона еще на несколько лет.
"В долгосрочной перспективе мы не сможем бесконечно улучшать характеристики кремния при дальнейшем уменьшении нормы проектирования, поэтому сегодня нужно искать другие подходы, -- заявил старший преподаватель МТИ Томас Паласиос. -- В частности, необходимо научиться объединять несколько отдельных микросхем в одну".
По мнению аналитика компании In-Stat Джима Макгрегора, появление гибридных чипов имеет очень большое значение, поскольку показывает, что отрасль выходит за привычные рамки, предполагавшие использование исключительно кремния.
"Мы находимся в ситуации, когда нам приходится экспериментировать со всей таблицей Менделеева и искать самые разные сочетания материалов, -- отметил Макгрегор. -- Сегодня кремний выполняет роль основного строительного блока, на базе которого создается абсолютно все. Мы пытаемся соединять кремний с другими веществами, внося те или иные добавки, меняем его свойства и в результате получаем совершенно иные чипы". Конструкция гибридного чипа МТИ позволяет уменьшить утечки и повысить производительность выполнения операций.
"Процесс производства процессоров является результатом многочисленных химических и физических экспериментов, -- пояснил Макгрегор. -- Мы используем все больше и больше элементов периодической таблицы, сокращаем количество нанометров и наблюдаем за тем, сколько электронов перетекает от одного транзистора к другому. Это очень важно для всей отрасли, занимающейся такого рода исследованиями".
Паласиос вместе со аспирантом-исследователем Уиллом Чангом не просто разместил слой нитрида галлия поверх кремния. Им удалось глубоко интегрировать его в подложку, сформировав промежуточный слой. А поскольку в электронной отрасли применяются точно такие же кремниевые подложки, исследователи из МТИ полагают, что гибридные чипы вполне можно было бы изготавливать, используя современные производственные технологии. Это обойдется значительно дешевле по сравнению с применением других веществ.
"Мы уже обсуждали с представителями нескольких компаний возможность перевода данной технологии на коммерческие рельсы и организации производства более сложных схем", -- отметил Паласиос, добавив, что на подготовку коммерческих решений уйдет как минимум несколько лет. Сообщение о создании гибридного чипа стало последним в ряду недавних публикаций МТИ, посвященных производству микросхем.
В частности, недавно представители института сообщили, что исследователи нашли новый способ выращивания углеродных нанотрубок, благодаря которому перед производителями открывается возможность создания еще более компактных и быстрых компьютерных чипов. Ожидается, что со временем нанотрубки придут на смену медным проводникам, соединяющим транзисторы, а в перспективе смогут заменить и сами транзисторы.