Сегодня 16 октября 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 🔥
ИИ-модель Z.ai GLM-5.3 заподозрили в имитации безопасного поведения для прохождения тестов 5 мин.
ИИ поставил крест на традиционном реверс-инжиниринге игр — decomp.dev прекращает работу 7 мин.
Линус Торвальдс выпустил первый патч для Linux, написанный с ИИ — синтетический тест показал ускорение в 23 раза 38 мин.
Суд показал, какие данные пользователей Telegram раскрывает по запросам властей США 44 мин.
Разработчики The Blood of Dawnwalker раскрыли детали первого большого патча — поглаживание животных, самая низкая сложность и никакой «Новой игры +» 2 ч.
Обнаружен вредонос KGB RAT, который пытается буквально напугать жертву 2 ч.
Tencent призналась, что её ИИ-агенты ушли в самоволку во время тестов 3 ч.
Героиня киберпанк-экшена Spine в духе «Джона Уика» меняет вечернее платье на костюм попугая в новом трейлере 4 ч.
Китай решил контролировать, кому достанутся его лучшие ИИ-модели 6 ч.
Steam решит главную проблему достижений в современных играх 6 ч.
Високосные секунды решено отменить — чтоб интернет не сломался 37 мин.
1440p и 240 Гц всего за $120: Xiaomi представила 27-дюймовый игровой монитор Redmi G27Q 240Hz 2026 Standard Edition 3 ч.
BlackRock: приостановка строительства ИИ ЦОД в США может привести к рецессии 4 ч.
iPhone Duo разлетелись как пирожки — предзаказы уже расписаны до конца января 4 ч.
Акции CoreWeave, Oracle и прочих обременённых долгами ИИ-компаний упали на фоне ожидания повышения ключевых ставок ФРС США 4 ч.
TSMC направляет «разведчиков» в США, чтобы оценить действительно ли местным ЦОД нужно столько чипов 4 ч.
Умные очки GlassTENG работают без аккумулятора — они питаются от морганий глаз 5 ч.
Blue Origin создаёт ракетную империю во Флориде: выпуск до 150 ступеней New Glenn в год, десятки пусков и ловля ракет в море 5 ч.
Человеческие мини-мозги в пробирке научились читать шрифт Брайля 6 ч.
64 порта на 1,6 Тбит/с и СЖО: дебютировал CPO-коммутатор Celestica DS6005 7 ч.