Служба новостей IDG, Бостон

Исследователи из IBM создают микросхемы из углеродных нанотрубок

Научные сотрудники корпорации IBM сделали серьезный шаг на пути создания процессоров наномасштаба. Они разработали электронную интегральную схему, объединив традиционные кремниевые технологии и углеродные нанотрубки.

Полученная в результате микросхема пока работает медленнее традиционного компонента, но, как подчеркнул Георг Аппенцеллер, сотрудник исследовательского центра IBM Thomas Watson Research Center, ее появление стало важным доказательством верности выбранной концепции.

РАзработанная в IBM электронная интегральная схема, объединяющая традиционные кремниевые технологии с углеродные нанотрубки, намного меньше человеческого волоса

Это исследование может оказать серьезное влияние на проектирование все более быстрых процессоров. Спустя несколько десятилетий после того, как один из основателей Intel Гордон Мур заявил, что число транзисторов на микросхеме будет удваиваться каждые два года, инженеры вновь находят решение, позволяющее подтвердить действие закона Мура.

Корпорация Intel объявила о намерении к 2007 году перейти от технологии изготовления процессоров с нормой проектирования 65 нм на технологию 45 нм. Однако многие утверждают, что увеличение плотности транзисторов на микросхемах рано или поздно неизбежно приведет к непреодолимым проблемам перегрева. Гибридные микросхемы позволяют избежать подобных трудностей, поскольку электроны проходят сквозь нанотрубки на высокой скорости и с низким трением.

Аналитики считают достижение IBM важным шагом на пути к этой цели.

«Учитывая, что их исследование открывает перспективу на десять-пятнадцать лет, оно может изменить ситуацию в отрасли. Им удалось добиться очень многого», — подчеркнул Ваха Мамикунян, аналитик компании Lux Research.

Многие исследователи и прежде отмечали великолепные физические характеристики углеродных нанотрубок, такие как высокая скорость переключения построенных на их базе транзисторов, низкий уровень энергопотребления и более высокая плотность транзисторов.

В частности, компания Nantero использует нанотрубки для создания энергонезависимой памяти высокой плотности. Другие ученые используют свойства теплопроводности нанотрубок в поиске решения проблем отведения тепла от микросхем.

Такую работу ведут в компании Fujitsu в Японии и в NanoConduction в США.

«Работа IBM носит совсем иной характер, поскольку никто на самом деле не задумывался о том, чтобы использовать углеродные нанотрубки как альтернативу кремнию, — отметил Мамикунян. — Теперь они должны довести тактовую частоту до уровня гигагерц и терагерц. Они пока не определили, каков предел скорости переключения, поэтому теоретически проблем здесь возникнуть не должно».

Нанотрубка подобна соломинке, созданной из атомов углерода. Исследователи научились создавать нанотрубки очень небольшого размера, в 50 тыс. раз тоньше человеческого волоса. В IBM присоединили к углеродной нанотрубке стандартную разводку, которая выглядит как зубчики у расчески. Благодаря этому удалось использовать одну нанотрубку как основу для всех компонентов микросхемы, применяя для ее создания стандартные техпроцессы изготовления полупроводниковых устройств.

«Мы совместили углеродную нанотрубку со стандартной архитектурой, аналогичной той, что мы сейчас используем при изготовлении кремниевой микросхемы. Разница в том, что новая микросхема меньше и быстрее», — подчеркнул Аппенцеллер.

Пока исследователям удалось добиться скорости 50 МГц, что в 100 тыс. раз быстрее, чем удавалось получить ранее при использовании нанотрубок в микросхемах.

«Пока новая микросхема работает медленнее, чем современные кремниевые микросхемы, но мы можем добиться повышения производительности на несколько порядков, — утверждает Аппенцеллер. — У нас есть четкое представление, как это сделать. Создавать первую машину намного сложнее, чем сделать автомобиль, который может ездить быстрее».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями