Специалисты американской компании IBM заменили кремниевые элементы в компьютерных чипах на углеродные нанотрубки. Ученые полагают, что новая технология станет альтернативой кремнию в создании сверхбыстрой электроники
В последние четыре десятилетия кремниевые микропроцессоры постоянно уменьшались в размерах и улучшали свою производительность, свершая таким образом революцию в области информационных технологий. Это позволяло электронным устройствам становиться компактнее, потреблять меньше энергии и быстрее работать. Однако у кремния есть предел физических свойств. Исследователи IBM отмечают, что мы приближаемся к этому пределу, и если не хотим, чтобы эволюция компьютеров и смартфонов закончилась, нам необходимо подобрать другой материал для производства чипов.
В результате в лабораторных условиях ученым удалось разместить на одном чипе более 10 тыс. рабочих транзисторов, сделанных из углеродных нанотрубок.
Это открывает путь для коммерческого изготовления компьютерных чипов, которые будут меньше, мощнее и быстрее своих предшественников. Углеродные устройства смогут превзойти кремниевые технологии, что позволит продолжить миниатюризацию вычислительных компонентов для электронных приборов.
Углеродные нанотрубки представляют собой новый класс полупроводниковых материалов, электрические свойства которых являются более привлекательными, чем кремниевые, в частности для создания наноразмерных транзисторов толщиной несколько десятков атомов. Электроны в углеродных транзисторах двигаются намного быстрее, чем в кремниевых, что позволяет оперативнее передавать данные. Кроме того, нанотрубки на атомном уровне обладают идеальной формой для транзисторов. Все эти свойства способствуют замене традиционных кремниевых транзисторов углеродными, что в будущем поможет вычислительным инновациям выйти на новый уровень.
По словам генерального директора ЗАО «Нанотехнология МДТ», президента Нанотехнологического общества России Виктора Быкова, до 2020 года компоненты чипов останутся кремниевыми. «Углерод как материал очень интересен, но пока ни IBM, ни кто-либо другой не умеют делать транзисторы из одинаковых нанотрубок. С самого начала на стадии синтезирования можно сделать длинное нановолокно и из него нарезать нанотрубки. И даже в этом случае никто не может обещать, что одна нанотрубка будет в точности похожа на другую, а это необходимо», — добавил г-н Быков.
Руководитель компании «Молодежный научно-технический центр» Александр Оликевич отметил, что переход на углерод в ближайшем будущем неизбежен. «Углерод обладает более мелкой структурой, чем кремний, поэтому он является более изящным решением для производства транзисторов. То, что сделали специалисты IBM, — это первые шаги в данной области, которые приведут к созданию объемных процессоров, к чему многие стремятся. Скорее всего, кремний никуда не исчезнет, а будет использоваться небольшими компаниями для производства различных компонентов», — отметил г-н Оликевич.
Ирина Юзбекова
