پیشرفت چین در ساخت تراشه‌های نازک اتمی کارایی دستگاه‌ها را متحول می کند

به گزارش بخش اخبار فناوری زوم تک، چین در حال حاضر یکی از کشورهای نوآور در فناوری محسوب می شود و تاکنون هم پیشرفت بزرگی داشت.

در تلاش برای ساخت گجت‌های سریع‌تر و کارآمدتر، سیلیکون بالاخره رقیب خود را پیدا کرده است. محققان دانشگاه فودان در شانگهای یک نمونه اولیه کاربردی را توسعه داده‌اند که مواد نازک اتمی را با تراشه‌های سیلیکونی سنتی ادغام می‌کند – که به طور بالقوه زمینه را برای عصر جدیدی در الکترونیک فراهم می‌کند.

این تیم به رهبری پروفسور چونسن لیو، موفق شد یک ماژول حافظه دوبعدی با ضخامت تک لایه را مستقیماً روی یک تراشه CMOS سیلیکونی معمولی ادغام کند. این مطالعه که در Nature منتشر شده است، جزئیات چگونگی غلبه فرآیند موسوم به “Atom2Chip” آنها بر شکنندگی مواد دوبعدی مانند دی‌سولفید مولیبدن تک لایه (MoS₂) را شرح می‌دهد.

برای امکان‌پذیر کردن این ادغام، محققان یک فرآیند روی تراشه تمام پشته ایجاد کردند که لایه دوبعدی را بدون آسیب رساندن به سطح ناهموار سیلیکون به آن متصل می‌کند. یک بسته محافظ، لایه فوق نازک را محافظت می‌کند، در حالی که یک رابط بین پلتفرمی امکان انتقال روان داده‌ها بین مدارهای دوبعدی و اجزای استاندارد CMOS را فراهم می‌کند.

نتیجه یک تراشه حافظه فلش NOR دوبعدی ۱ کیلوبایتی است که فقط یک نسخه آزمایشی آزمایشگاهی نیست – کاملاً عملیاتی است. با سرعت ۵ مگاهرتز کار می‌کند، به سرعت برنامه‌نویسی و پاک کردن ۲۰ نانوثانیه می‌رسد و با مصرف انرژی کم کار می‌کند. از نظر عملکرد و چگالی، از حافظه‌های سیلیکونی مشابه پیشی می‌گیرد و نگاهی اجمالی به تراشه‌هایی ارائه می‌دهد که می‌توانند دستگاه‌های آینده را باریک‌تر، سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر کنند.

تراشه‌های نازک اتمی کارآمد می شوند

با نزدیک شدن به محدودیت‌های فیزیکی تولید سیلیکون، مواد دوبعدی مانند MoS₂ دقتی در سطح اتمی برای کوچک‌سازی بیشتر ارائه می‌دهند. با این حال، تلاش‌ها برای ادغام آنها با سیلیکون مدت‌هاست که به دلیل بی‌ثباتی مواد و ناسازگاری فرآیند با مانع مواجه شده است. رویکرد فودان یک راه‌حل عملی را نشان می‌دهد – حتی اجرای عملیات پیچیده مبتنی بر دستورالعمل بر روی یک تراشه هیبریدی که هر دو فناوری را به هم متصل می‌کند.

اگرچه این نمونه اولیه بر حافظه تمرکز دارد، اما می‌توان همین معماری را به دروازه‌های منطقی و پردازنده‌ها نیز تعمیم داد. این امر در نهایت می‌تواند منجر به پوشیدنی‌های بسیار نازک با عمر باتری طولانی یا شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی شود که در زیر بارهای کاری سنگین خنک می‌مانند.

تولید انبوه و مقیاس‌بندی هزینه همچنان چالش‌های مهمی هستند، اما این پیشرفت، گامی حیاتی به سوی «عصر آنگستروم» طراحی تراشه‌ها محسوب می‌شود. در حالی که تیم‌های تحقیقاتی جهانی برای زنده نگه داشتن قانون مور از طریق مواد جدید در رقابت هستند، موفقیت دانشگاه فودان نشان می‌دهد که جهش بعدی در محاسبات ممکن است نه تنها در ابعاد نانومتری، بلکه در ابعاد اتم‌ها نیز ساخته شود.

منبع: gizmochina