Сегодня 22 сентября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные научились изменять проводимость транзисторов с электронной на дырочную и обратно «на лету»

Исследователи из Венского технологического университета (TU Wien) представили набор базовых логических схем на реконфигурируемых транзисторах (RFET). Проводимость транзисторов RFET можно менять в любое время, что открывает путь к адаптивной логике вплоть до тонкой подстройки самообучающихся процессоров.

 Источник изображения: TU Wien

Источник изображения: TU Wien

Учёные из Австрии разработали базовый подход к созданию RFET ещё три года назад. Сегодня они впервые показали, что транзисторы с изменяемой проводимостью могут работать в составе базовых логических схем, и их логика может меняться по команде.

Сегодня проводимость транзисторов — электронная или дырочная — закладывается в процессе обработки кремниевых пластин на этапе легирования. Это химико-физическое внесение тех или иных примесей в транзисторные каналы, которые делают их либо избыточно насыщенными электронами, либо электронными вакансиями — дырками. Тем самым в канале транзистора будет движение электронов или дырок, что предопределит его работу в составе электронной схемы. Представьте на минуту, что мы получаем возможность на лету поменять проводимость транзисторов. Очевидно, что схема начнёт работать по-иному.

Исследователи из Венского технологического университета предложили метод электростатического легирования. Изначально транзисторные каналы создаются нейтральными, но затем к ним может быть приложено электромагнитное поле, которое в зависимости от полярности насытит канал либо электронами, либо дырками. Для этого достаточно разместить над каналом транзисторов RFET один дополнительный электрод — его учёные назвали «программным вентилем». Правильная команда на все программные вентили перестроит транзисторы и всю логику чипа, если каждый из её транзисторов будет реконфигурируемым.

«В наших реконфигурируемых устройствах [с нелегированными полупроводниковыми каналами] мы добавляем дополнительные электроды, так называемый ”программный вентиль" поверх каждого перехода металл-полупроводник, чтобы отфильтровывать нежелательный тип носителей заряда, — поясняют разработчики из TU Wien. — При помощи второго электрода поверх полупроводникового канала, так называемого "управляющего затвора", протеканием тока через устройство управляют для включения и выключения транзистора (как в классических МОП-транзисторах)».

Учёные отдают себе отчёт, что транзистор RFET не может быть таким же маленьким, как обычный полевой транзистор. Как минимум этого не позволит дополнительный электрод в его составе. В то же время с учётом оптимизации работы логики за счёт RFET общее количество транзисторов в микросхеме может быть меньше, чем в случае универсального решения на обычных транзисторах. Наконец, реконфигурировать можно не весь процессор, а только отдельные его элементы, ответственные за какие-то специфические и непостоянные функции. В любом случае, оптимизированный чип будет меньше греться и быстрее считать.

«Наши реконфигурируемые транзисторы позволяют реконфигурировать блоки передачи информации на фундаментальном уровне, а не заниматься её передачей в стационарные функциональные блоки, — пояснил профессор факультета твердотельной электроники в Венском техническом университете Уолтер М. Вебер (Walter M. Weber). — Это означает, что природа нашего подхода является весьма перспективной для реконфигурируемых вычислений и приложений искусственного интеллекта».

Очевидно, что RFET не заменят обычные транзисторы в подавляющем большинстве решений, но в отдельных случаях изобретение может помочь в создании более передовых и функционально насыщенных чипов. В конечном итоге можно выпускать базовые «обезличенные» наборы логических схем, цепи которых будут создаваться потом по мере необходимости и в соответствии с решаемыми задачами.

Реконфигурируемые транзисторы открывают возможности для решений аппаратной безопасности, новых приложений в аналоговых схемах и достижений в области нейроморфных вычислений, делая возможным даже производство самообучающихся и адаптивных решений.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Activision показала «будущее сетевых сражений», но оценили его не все — геймплейный трейлер мультиплеера Call of Duty: Black Ops 7 23 мин.
Американский TikTok избавят от китайских корней — Oracle с нуля переобучит рекомендательный алгоритм 50 мин.
Konami поинтересовалась, ремейки каких Metal Gear фанаты хотят увидеть после Metal Gear Solid Delta: Snake Eater 2 ч.
Обновление Windows 11 сломало приложения для Blu-ray и цифрового ТВ 3 ч.
Майкл Делл, Ларри Эллисон и Лахлан Мёрдок войдут в группу покупателей американского сегмента TikTok 3 ч.
Журналисты проанализировали, почему всё меньше и меньше игр Xbox выходит на дисках 3 ч.
Навязчивые cookie-баннеры могут исчезнуть — в ЕС поняли, что они неэффективны 4 ч.
Календарь релизов — 22–28 сентября: Silent Hill f, Endless Legend 2 и Sonic Racing: CrossWorlds 4 ч.
«Это настоящая магия»: энтузиасты сделали браузерный порт GTA: Vice City и не знают, как его выпустить, чтобы «не нарушить чьи-либо права» 6 ч.
WhatsApp и Telegram стали популярнее в России, несмотря на блокировку звонков 7 ч.
iPhone 17 Pro Max заряжается быстрее любого другого смартфона Apple, но до «китайцев» ещё очень далеко 11 мин.
Оперативная память подорожает: Samsung повысила цены на DRAM и мобильную NAND на 5–30 % 4 ч.
OpenYard представила российский GPU-сервер HN203I на базе Intel Xeon 6 5 ч.
Nokia привлекла топ-менеджеров Intel и HPE для перестройки компании 5 ч.
Vastarmor представила Radeon RX 9070 Alloy Pro и Alloy Pro White с термопрокладками с фазовым переходом 7 ч.
Обновление брандмауэра привело минимум к трём смертям — австралийский оператор Optus заблокировал звонки в экстренные службы 7 ч.
Китай построит гигантский ИИ-суперкомпьютер в ответ на американский мегапроект Stargate 7 ч.
У MediaTek появятся процессоры с маркировкой «Сделано в Америке» для избранных клиентов 7 ч.
ASRock представила видеокарты Intel Arc Pro B60 для рабочих станций с ИИ 8 ч.
MediaTek представила Dimensity 9500 — конкурент Apple A19 Pro и первый процессор на ядрах Arm C1 и частотой до 4,21 ГГц 9 ч.