Сегодня 05 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 🔥
Ремастер The Witcher 3: Wild Hunt впечатлил аналитиков продажами за первый день — так активно игру не покупали с 2024 года 3 мин.
«Сделал то, чего EA не смогла бы никогда»: геймплей ремейка Need for Speed Underground 2 на Unreal Engine 5 поразил фанатов, а новое демо на подходе 31 мин.
Apple Hills Digital: российский облачный рынок продолжил рост и изменил структуру 44 мин.
ИИ сломал бюджеты компаний — никто не знает, сколько нейросеть потратит на конкретную задачу 2 ч.
«Радикальная мыслительница» против тамплиеров: журналисты раскрыли новые детали сюжета Assassin’s Creed Codename Hexe 5 ч.
Новая статья: Control Resonant — дуализм прекрасного. Рецензия 04-10 00:05
Дорогие видеокарты не остановили покупки игр — Steam показала рекордный сентябрь 03-10 23:53
ФБР серьёзно взялось за хакеров ShinyHunters, взломавших ФБР — задержан ещё один подозреваемый 03-10 23:20
Capcom сделает RE Engine игровым движком для разработки с помощью ИИ 03-10 19:10
ИИ-агент OpenAI узнал о предстоящем отключении из переписки в Slack и планировал своё «спасение» 03-10 18:15
Trane выпустила LiquidStack 2.X CDU для ИИ ЦОД 6 мин.
Крупный ИИ ЦОД Oracle в Висконсине не хотят подключать к электросети, а сроки запуска уже начинают поджимать 28 мин.
Foxconn продолжает грести деньги на ИИ-буме — квартальная выручка взлетела на 47 % и побила прогнозы 33 мин.
Власти России снова обсуждают плату за иностранный трафик — теперь для сетей 5G 36 мин.
Everpure представила технологию PureKVA для ускорения ИИ-инференса 51 мин.
Рабочая станция Gigabyte AI TOP 100 B850 для ИИ-задач оснащается ускорителями NVIDIA и AMD 53 мин.
MSI FORGE GK320 и GK110: механика с горячей заменой свитчей и тихая мембранная клавиатура 4 ч.
Японская Rapidus поможет клиентам разрабатывать 2-нм чипы, которые будет для них выпускать 4 ч.
Семейство смартфонов Google Pixel отметило свой десятилетний юбилей 6 ч.
Джон Тернус взял дизайн Apple под личный контроль — после Айва единого руководителя так и не нашли 13 ч.