Сегодня 07 июля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные выяснили, насколько ещё можно уменьшать транзисторы

Исследователи из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) представили методику расчёта квантового предела уменьшения транзисторов. С определённого момента квантовый эффект туннелирования приводит к неконтролируемому росту утечек тока. Методика даёт количественное представление о методах противодействия этим процессам, чтобы производители чипов двигались к наименее возможному транзистору не на ощупь, а осознанно.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Методика основана на широко используемой в квантовой физике теории функционала плотности. Научный мир с успехом использует её для моделирования электронных структур молекул материалов. При правильном подходе теория полностью годится для предварительной и довольно точной оценки предела масштабирования будущих полупроводниковых устройств. Эта задача становится особенно важной на фоне перехода индустрии к так называемым 2-нм техпроцессам, когда маркетинговое название функционального элемента уже не совпадает с реальными физическими размерами транзисторных структур, а сами элементы всё ближе подходят к квантово-механическим ограничениям.

Главная проблема миниатюризации состоит в том, что при слишком малых размерах элементов электроны начинают проходить через энергетические барьеры, которые в классической физике должны были бы их остановить. Это явление известно как квантовое туннелирование. Для транзистора оно означает рост паразитных токов утечки и ухудшение управления током между истоком и стоком. Экспериментально нащупать такие пределы крайне сложно: область контакта между металлическим электродом и полупроводниковым каналом имеет атомарно ничтожные размеры, а её геометрию и электронную структуру трудно контролировать с достаточной точностью.

В качестве модели для доказательства работы своей методики исследователи использовали однослойный дисульфид молибдена MoS2 — двумерный полупроводник, который рассматривается как один из кандидатов в базовые материалы для транзисторов следующего поколения. Для MoS2 были рассчитаны контакты с разными металлами, включая скандий, серебро, золото и палладий. Расчёты проводились для двух вариантов архитектуры: с верхним контактом и с краевым контактом.

Моделирование показало, что критическая длина туннелирования не является постоянной величиной: она зависит от работы выхода металла (того, насколько легко электрон покидает металл) и геометрии контактной структуры. Иными словами, предел миниатюризации можно сдвигать подбором материала электрода и способом соединения металла с двумерным каналом. И это хорошая новость, которая даёт надежду на дальнейшее уменьшение размеров транзисторов.

По расчётам KAIST, при оптимальном выборе металла и структуры контакта критическую длину туннелирования можно снизить до уровня менее 4 нм — настоящих, а не маркетинговых. Для транзисторов n-типа перспективной оказалась схема верхнего контакта с металлами с малой работой выхода, а для p-типа — краевой контакт с металлами с высокой работой выхода. Это не означает немедленного появления массовых транзисторов с такими размерами, но даёт инженерам новый инструмент проектирования: вместо дорогостоящего перебора опытных образцов можно заранее оценивать контактное сопротивление, режим туннельной утечки и предельную масштабируемость 2D-транзисторов на атомном уровне.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Microsoft продлила выпуск «горячих» обновлений для Windows Server 2022 до октября 2027 года 19 мин.
Claude тайно научился «думать про себя» — исследователи Anthropic сами удивились находке 33 мин.
ИИ перестали считать угрозой для миллионов рабочих мест — но увольнения всё равно продолжаются 2 ч.
«Базис» выпустил версию платформы Basis Digital Energy 1.7 3 ч.
Инсайдер раскрыл, чего ждать от ремейка Splinter Cell — переосмысление знакового стелс-экшена Ubisoft в «крайне хрупком состоянии» 3 ч.
Xbox рассчитывала к 2026 году достичь 77 миллионов подписчиков Game Pass, но с треском провалилась 4 ч.
Apple и Epic Games убедили суд приостановить разбирательство по поводу App Store 4 ч.
Несмотря на запрет Пентагона, власти США используют Anthropic Mythos для поиска уязвимостей в правительственном ПО 5 ч.
Siri научилась говорить быстрее, медленнее и эмоциональнее в свежей бете iOS 27 7 ч.
Календарь релизов — 6–12 июля: Assassin’s Creed Black Flag Resynced и Doom: The Dark Ages — DLC 15 ч.
Подорожавшая память урезала скидки: крупнейшая распродажа в Китае обернулась падением продаж смартфонов на 13 % 26 мин.
Строительство новых дата-центров в России рухнет до минимума за семь лет — несмотря на бум ИИ 29 мин.
В России впервые официально подняли в воздух дрон с человеком на борту 3 ч.
Минцифры РФ предложило предупреждать абонентов о массовых обзвонах и ограничить детские SIM-карты 3 ч.
Sugon создала китайский аналог NVIDIA InfiniBand NDR — интерконнект ScaleFabric 3 ч.
Китайские компании готовы отказаться от Nvidia в пользу местных ИИ-чипов — на них уйдёт до половины бюджета 4 ч.
19-кратный рост операционной прибыли Samsung не впечатлил инвесторов, акции упали в цене на 6,8 % 7 ч.
Новая статья: Обзор и тест системы жидкостного охлаждения DeepCool LT360 Vision ARGB с 4,5-дюймовым экраном 10 ч.
Новая статья: ИИтоги июня 2026 г.: петля против пузыря 12 ч.
Colorful представила настольную плату ECO HM770-K V20 со встроенным мобильным Intel Core i9-13900HX и слотами DDR4 13 ч.