Китайські науковці з університету Фудань зробили прорив у сфері мікроелектроніки, вперше інтегрувавши повнофункціональний чип пам’яті товщиною лише в кілька атомів безпосередньо у стандартну мікросхему. Це відкриває шлях до створення надзвичайно енергоефективних і потужних процесорів майбутнього.
Про це розповідає ProIT
Інновації у двовимірних матеріалах та їх впровадження
Упродовж останнього десятиліття інженери невпинно зменшували розміри електронних компонентів, що дозволило розміщувати мільярди мініатюрних елементів на одному кристалі кремнію. Проте традиційні кремнієві чипи вже майже досягли фізичних меж мініатюризації. З огляду на це, китайські дослідники звернулися до 2D-матеріалів, які складаються з одного шару атомів і мають відмінну електропровідність, а також дозволяють ще більше зменшити розміри мікросхем без втрати їхніх властивостей.
До цього часу одним із основних викликів було використання двовимірних матеріалів, таких як графен, які раніше дозволяли створювати лише прості схеми й не піддавалися надійній інтеграції з класичними процесорами. Однак під керівництвом Чунсена Лю команда змогла вперше з’єднати 2D-комірки пам’яті із кремнієвим чипом, сформувавши гібридну архітектуру нового покоління.
ATOM2CHIP — проривна технологія для мікросхем майбутнього
Ключову роль у цьому досягненні відіграла розробка технології ATOM2CHIP, яка дозволяє виростити надтонкий шар матеріалу пам’яті безпосередньо на класичному кремнієвому кристалі. Це дало змогу забезпечити надійне електричне з’єднання між двовимірним шаром і кремнієвою підкладкою. Додатково вчені розробили спеціальний захисний тип пакування для двовимірних матеріалів, що оберігає їх від механічних пошкоджень, нагрівання й статичної електрики.
Для перевірки працездатності інноваційної пам’яті було проведено тести на частоті 5 МГц із використанням платформи “шахове програмування”. Це дозволило переконатися у стабільній та ефективній роботі кожного елемента системи.
“Створений чип не є лабораторним прототипом, а представляє повноцінний пристрій, здатний працювати у реальних умовах. Він споживає менше енергії, працює швидше за традиційну кремнієву пам’ять та виконує складні операції, як того вимагають сучасні системи та застосунки. Ця робота може започаткувати покоління надшвидкої пам’яті для більш компактних, швидких і надійних чипів та призвести до прориву в передових обчисленнях на базі штучного інтелекту та фундаментально змінити способи зберігання та обробки інформації у комп’ютерах”.
Результати досліджень вже опубліковані в журналі Nature, що підкреслює значущість цієї технології для майбутнього розвитку електроніки й штучного інтелекту.