Сегодня 06 ноября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про технологии и рынок it

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Nvidia отметила 20-летие легендарной GeForce 8800 GTX выпуском игры про распаковку GeForce 8800 GTX — с RTX 4070 в «минималках» 2 ч.
ИИ-агенты OpenAI выявили почти 1000 уязвимостей в ядре Linux 3 ч.
OpenAI представила GPT-6 Cyber — свою лучшую ИИ-модель для защиты от киберугроз 3 ч.
Всё-таки «Тарков» в космосе: Никита Буянов подтвердил связь Fragmentary Order и Escape from Tarkov 3 ч.
Приложение Xbox для ПК стало запускаться на 60 % быстрее, а сервис Xbox Cloud Gaming получил новый интерфейс 4 ч.
Герои, бандиты и красоты Вайс-Сити: Rockstar показала 39 новых скриншотов GTA VI 5 ч.
Геймплея нет, купи футболку: Bethesda выпустила фирменную одежду по The Elder Scrolls VI: Sentinel, чтобы фанаты могли «показать свой ажиотаж» 6 ч.
Anthropic смягчила запрет на клонирование популярных игр через Claude Code 7 ч.
Исследование показало, как большие компании последние 26 лет убивали игровые студии 7 ч.
Хакеры взламывали Android-смартфоны через дыры в Chrome и графике Snapdragon 10 ч.
Рабочие и Micron не поделили будущие сверхприбыли от бума ИИ — строительство передовой фабрики памяти под угрозой 30 мин.
В Гонконге застряли 600 тыс. ускорителей Nvidia H200 — Китай не хочет пускать к себе чипы конкурентов 34 мин.
Aina представила массивный умный перстень с экраном, джойстиком и микрофоном для ИИ 43 мин.
Дефицит памяти раздул мировой рынок DRAM почти в пять раз — Samsung захватила 38 % 50 мин.
Sony сообщила, что разработка PlayStation 6 идёт по графику — а продажи PS5 достигли 97,9 млн консолей 2 ч.
Apple удвоит поставки MacBook Neo в 2027 году — бюджетный ноутбук оказался хитом 3 ч.
Акции чипмейкеров и операторов дата-центров обрушились после победы демократов на выборах в США 3 ч.
Blue Origin отложила запуск New Glenn на январь — ремонт стартовой площадки после взрыва затягивается 4 ч.
SanDisk сделала ставку на HBF, но выпускать её пока негде, поскольку Kioxia выбрала иной путь развития памяти 4 ч.
Motorola представила флагман Signature 27 с батареей на 7000 мА·ч и EVS-сенсором за $1599 4 ч.