Сегодня 11 июля 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 🔥
Созданные ИИ вирусы научились обходить защиту Microsoft Defender, но пока с переменным успехом 52 мин.
«Сбылась мечта всех фанатов»: мобильная хоррор-стратегия на выживание Resident Evil: Survival Unit вышла из тени 53 мин.
В «Мире кораблей» появился первый корабль, созданный по новой технологии — она позволит вывести качество графики в игре на «высочайший уровень» 2 ч.
Экс-глава Intel представил тест для оценки соответствия ИИ общечеловеческим ценностям 2 ч.
Krafton обвинила бывших руководителей Unknown Worlds в подрыве разработки Subnautica 2, а те подали на компанию в суд 2 ч.
Sony показала 17 минут геймплея Ghost of Yotei и анонсировала лимитированные PS5 в стиле игры 5 ч.
Агентство по охране окружающей среды США посетовало на непрекращающиеся попытки бездумного внедрения ИИ 5 ч.
TikTok уже приступил к реструктуризации американского бизнеса, хотя перспективы сделки не ясны 6 ч.
ГК «Гарда»: лишь треть российских компаний использует решения для защиты данных 6 ч.
Новая статья: В малом весе: обзор российских мобильных операционных систем 14 ч.
«Хьюстон, у нас проблема»: Техас едва не похитил шаттл «Дискавери» из Смитсоновского музея 53 мин.
Team Group представила SSD с аппаратным самоуничтожением 2 ч.
Российские сотовые операторы наконец получили перспективный диапазон частот, но пока лишь для тестов 2 ч.
Xiaomi SU7 меньше всех китайских электрокаров теряет в цене на вторичном рынке 2 ч.
Производитель смартфонов Nokia сократит своё присутствие в США 3 ч.
Доля зарубежного трафика в российских сетях подскочила на 15–25 % за последний год 3 ч.
«Зачастили они»: болид озарил ночное небо над Челябинском 3 ч.
Минпромторг урезал субсидии радиоэлектронной отрасли почти вдвое в 2025 году и сократит их ещё больше в 2026-м 4 ч.
На свою третью годовщину телескоп «Джеймс Уэбб» во всей красе показал туманность «Кошачья лапа» 4 ч.
Проблемы Tesla и электромобильного рынка США в целом вынудили Panasonic притормозить строительство аккумуляторного завода в США 4 ч.