Khám Phá

Dùng graphene, các nhà khoa học tạo ra con chip có tiến trình nhỏ nhất từ trước đến nay, chỉ bằng một nguyên tử Carbon

Rate this post

Tuy nhiên, thật khó để mong đợi một con chip dựa trên phương pháp sản xuất này sẽ ra mắt trong tương lai

Mỗi khi mọi người nghĩ rằng Định luật Moore đã đến giới hạn, các nhà khoa học lại cố gắng tìm ra giải pháp mới để kéo dài tuổi thọ của nó trở lại. Giờ đây, các nỗ lực nghiên cứu khoa học vật liệu đang tìm cách đưa các giới hạn của Định luật Moore lên một tầm cao mới.

Xem thêm:  Hóa ra Tim Cook đã tặng chiếc Mac Pro đầu tiên cho Donald Trump

Trong một bài báo mới được công bố trên tạp chí Nature, các nhà khoa học tại Đại học Thanh Hoa, Thượng Hải cho biết họ đã tạo ra cực GATE trên một bóng bán dẫn graphene với chiều rộng chỉ 0,34 nanomet – tương đương với chiều rộng của một nguyên tử carbon.

Xem thêm:  Dragon Ball Super: Cạnh tranh nhưng không thể sống thiếu nhau, Ultra Instinct & Ultra Ego của Goku - Vegeta có gì khác biệt?

Đối với Transistor thì cực Gate này là linh kiện rất quan trọng khi nó dùng để điều khiển dòng điện ra vào của các cực Nguồn và Xả. Ngay cả chiều dài cổng này – hoặc khoảng cách giữa các đầu nối Nguồn và Đầu cuối – đã được đặt tên cho quy trình sản xuất chip – một số liệu cho thấy mức độ tiên tiến và cao cấp của chip.

Xem thêm:  Google muốn chiến thắng trong cuộc đua điện toán lượng tử - Nhưng theo cách của rùa, chứ không phải thỏ
Sử dụng graphene, các nhà khoa học đã tạo ra con chip nhỏ nhất từ ​​trước đến nay, chỉ sử dụng một nguyên tử Carbon - Ảnh 1.

Các thành phần cơ bản của bóng bán dẫn: Cổng kết nối (G), Đầu cuối nguồn (S) và Đầu cuối xả (D).

Nhưng từ các quy trình gần đây hơn (dưới 14nm trở xuống), những con số này chỉ có ý nghĩa tiếp thị và nhận dạng khi tên quy trình không còn đại diện cho chiều dài cực GATE. Đó là bởi vì nếu thu nhỏ đến kích thước này tương đương với tên quy trình của nó, những hạn chế của công nghệ vật liệu sẽ làm hỏng con chip đó.

Nhưng trên thực tế, nhiều nghiên cứu đã thu hẹp khoảng cách này xuống còn 1nm và thấp hơn. Nhưng đây là lần đầu tiên khoảng cách này được thu hẹp xuống còn 0,34nm – bằng kích thước của một nguyên tử cacbon – và đây có thể là biên giới cuối cùng của nó. Tác giả nghiên cứu Tian-Ling Ren cho biết: “Đây có thể là nút cuối cùng của Định luật Moore. “

Bóng bán dẫn Graphene

Mặc dù silicon là hợp chất thích hợp để sản xuất chip, nhưng khi chiều dài đầu cuối GATE giảm xuống dưới 5nm, các điện tử có xu hướng bị rò rỉ qua các đầu cuối khác trên bóng bán dẫn. Nhưng vào năm 2016, bằng cách sử dụng các ống nano carbon với vật liệu 2D được gọi là Molybdenum Di-Sulfide, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một cực GATE dài 1nm. Mặc dù có điện trở cao hơn silicon, điều này đã giúp Molypden Di-Sulfide đưa chiều dài cực GATE trên bóng bán dẫn lên một giới hạn mới.

Dựa trên nghiên cứu này, các nhà khoa học từ Đại học Thanh Hoa, Trung Quốc cũng đã chọn Molypden DiSulfide làm vật liệu cho kênh dẫn và điện cực GATE trên transistor. Nhưng thay vì các ống nano carbon, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các tấm graphene với độ dày chỉ 1nm.

Thông qua một phương pháp sản xuất được gọi là lắng đọng hơi hóa học, các nhà khoa học đã có thể kẹp một lớp graphene giữa hai lớp chất cách điện, nhôm oxit và silicon Di-oxit. Sau đó, tấm này được khắc để tạo ra hình dạng giống như bậc thang và để lộ mép của tấm graphene trong bức tường thẳng đứng của bậc thang. Phần lộ ra này tạo thành một cực GATE mỏng có kích thước bằng một nguyên tử cacbon.

Sử dụng graphene, các nhà khoa học đã tạo ra con chip nhỏ nhất từ ​​trước đến nay, chỉ sử dụng một nguyên tử Carbon - Ảnh 2.

Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã thêm một lớp Hafnium Oxide để tạo thành một khoảng trống nhỏ giữa điện cực GATE và kênh làm bằng một lớp Molybdenum Di-Sulfide. Sau đó, họ thêm hai điện cực kim loại nữa, ở trên và dưới tấm trên cùng, để tạo thành cực Nguồn và Đầu cuối cho bóng bán dẫn mới.

Khó thành hiện thực trong tương lai gần

Mặc dù đã đạt đến một khoảng cách gần như không thể tưởng tượng được trong thế giới bán dẫn – 0,34nm – công trình này chỉ là một bằng chứng về khái niệm: bằng chứng cho giả thuyết của các nhà nghiên cứu.

Cách làm này chỉ phù hợp để sản xuất một số lượng rất nhỏ bóng bán dẫn trong phòng thí nghiệm, nhưng rất khó sản xuất hàng loạt để tạo thành chip cho điện thoại thông minh hoặc máy tính xách tay của bạn. Chưa kể cách tiếp cận này chủ yếu sử dụng nguyên liệu đắt tiền để sản xuất, khiến việc mở rộng quy mô sản xuất trở thành một thách thức khó vượt qua.

Mặc dù khoảng cách GATE trên bóng bán dẫn vẫn chưa được thu hẹp, công nghệ chip dựa trên silicon vẫn tiếp tục đạt được những bước tiến mới về hiệu suất và hiệu quả năng lượng. Trong khi các bóng bán dẫn do FinFET thiết kế đã dần đạt đến giới hạn, các công nghệ mới như chip với thiết kế Gate-All-Around (GAA) mới, hứa hẹn sẽ tiếp tục duy trì đà hiệu quả. hiệu quả và hiệu lực của Định luật Moore. Quan trọng hơn, những tiến bộ công nghệ này đã nằm trong tầm tay, với những sản phẩm mới sẽ ra mắt trong vài năm tới.

Tham khảo Singularityhub


Vừa rồi, bạn vừa mới đọc xong bài viết về
Dùng graphene, các nhà khoa học tạo ra con chip có tiến trình nhỏ nhất từ trước đến nay, chỉ bằng một nguyên tử Carbon

tại Tips Tech.
Hy vọng rằng những kiến thức trong bài viết
Dùng graphene, các nhà khoa học tạo ra con chip có tiến trình nhỏ nhất từ trước đến nay, chỉ bằng một nguyên tử Carbon

sẽ làm cho bạn để tâm hơn tới vấn đề
Dùng graphene, các nhà khoa học tạo ra con chip có tiến trình nhỏ nhất từ trước đến nay, chỉ bằng một nguyên tử Carbon

hiện nay.
Hãy cũng với Tip Techs khám phá thêm nhiều bài viết về
Dùng graphene, các nhà khoa học tạo ra con chip có tiến trình nhỏ nhất từ trước đến nay, chỉ bằng một nguyên tử Carbon

nhé.

Bài viết
Dùng graphene, các nhà khoa học tạo ra con chip có tiến trình nhỏ nhất từ trước đến nay, chỉ bằng một nguyên tử Carbon

đăng bởi vào ngày 2022-05-08 23:27:37. Cảm ơn bạn đã bỏ thời gian đọc bài tại Tips Tech

Nguồn: genk.vn

Xem thêm về
Dùng graphene, các nhà khoa học tạo ra con chip có tiến trình nhỏ nhất từ trước đến nay, chỉ bằng một nguyên tử Carbon

#Dùng #graphene #các #nhà #khoa #học #tạo #con #chip #có #tiến #trình #nhỏ #nhất #từ #trước #đến #nay #chỉ #bằng #một #nguyên #tử #Carbon
Tuy nhiên, khó có thể hy vọng con chip dựa trên phương pháp sản xuất này sẽ sớm ra mắt trong tương lai

#Dùng #graphene #các #nhà #khoa #học #tạo #con #chip #có #tiến #trình #nhỏ #nhất #từ #trước #đến #nay #chỉ #bằng #một #nguyên #tử #Carbon

Mỗi khi người ta cho rằng Định luật Moore đã đi tới giới hạn của mình, các nhà khoa học lại nỗ lực tìm ra một giải pháp mới để kéo dài sự sống của nó thêm lần nữa. Giờ đây các nỗ lực nghiên cứu khoa học vật liệu đang tìm cách đưa giới hạn của Định luật Moore lên một tầm cao mới.Trong tài liệu mới được công bố trên tạp chí Nature, các nhà khoa học tại Đại học Thanh Hoa ở Thượng Hải cho biết, họ đã tạo ra được cực GATE trên bóng bán dẫn bằng graphene với độ rộng chỉ 0,34 nanomet – tương đương bề rộng của một nguyên tử carbon.Đối với bóng bán dẫn, cực Gate này là một thành phần rất quan trọng khi nó được dùng để điều khiển dòng điện ra vào 2 cực Source và cực Drain. Thậm chí chiều dài cực cổng này – hay khoảng cách giữa hai cực Source và cực Drain – đã từng được đặt tên cho tiến trình sản xuất chip – một thông số cho thấy con chip đó tiên tiến và cao cấp như thế nào.Các thành phần cơ bản của bóng bán dẫn: Cực Gate (G), cực Source (S) và cực Drain (D)Thế nhưng từ các tiến trình gần đây (dưới 14nm trở xuống), các con số này chỉ còn mang ý nghĩa tiếp thị và định danh khi tên gọi tiến trình không còn đại diện cho chiều dài cực GATE nữa. Đó là vì nếu thu nhỏ kích thước này ngang bằng tên gọi tiến trình của nó, các giới hạn về công nghệ vật liệu sẽ làm hỏng con chip đó.Nhưng trên thực tế, nhiều nghiên cứu đã thu hẹp khoảng cách này xuống mức 1nm và thấp hơn nữa. Nhưng đây là lần đầu tiên khoảng cách này được thu hẹp tới con số 0,34nm – bằng với kích thước của một nguyên tử carbon – và đây có thể là biên giới cuối cùng của nó. Tác giả nghiên cứu Tian-Ling Ren cho biết: “Đây có thể là node cuối cùng của Định luật Moore.”Bóng bán dẫn grapheneCho dù silicon là hợp chất phù hợp cho việc sản xuất chip, nhưng khi thu nhỏ chiều dài cực GATE xuống dưới 5nm, các electron có xu hướng bị rò rỉ qua các cực khác trên bóng bán dẫn. Nhưng vào năm 2016, sử dụng các ống nanocarbon với một vật liệu 2D có tên Molybden Di-Sulfide, các nhà nghiên cứu đã tạo ra được một cực GATE có chiều dài 1nm. Dù có điện trở cao hơn silicon, nhưng điều này đã giúp Molybden Di-Sulfide đưa chiều dài cực GATE trên bóng bán dẫn tới một giới hạn mới.Dựa trên nghiên cứu này, các nhà khoa học thuộc đại học Thanh Hoa Trung Quốc cũng chọn Molybden DiSulfide làm vật liệu cho kênh dẫn và cực GATE trên bóng bán dẫn. Nhưng thay vì dùng ống nanocarbon, các nhà nghiên cứu lại sử dụng tấm graphene với độ dày chỉ 1nm.Thông qua phương pháp sản xuất được gọi là lắng đọng hơi hóa học, các nhà khoa học có thể kẹp một lớp graphene giữa hai lớp chất cách điện là oxit nhôm và silicon Di-oxit. Sau đó tấm vật liệu này được khắc để tạo hình giống như bậc thang và làm lộ ra phần cạnh của tấm graphene trong bức tường thẳng đứng của bậc thang. Phần lộ ra này hình thành nên cực GATE mỏng có kích thước chỉ bằng một nguyên tử carbon.Cuối cùng, nhóm nghiên cứu phủ them một lớp Oxit Hafnium để tạo thành một không gian nhỏ giữa cực GATE và kênh dẫn được làm từ một lớp Molybden Di-Sulfide. Sau đó, họ bổ sung them hai điện cực kim loại, ở trên và dưới tấm vật liệu trên, để tạo nên cực Source và cực Drain cho bóng bán dẫn mới.Khó trở thành hiện thực trong tương lai gầnDù đạt tới một khoảng cách gần như không tưởng trong thế giới bán dẫn – 0,34nm – nhưng công trình này chỉ là một proof-of-concept: một minh chứng cho giả thuyết của các nhà nghiên cứu.Cách tiếp cận này chỉ phù hợp với việc sản xuất một số lượng rất nhỏ bóng bán dẫn trong phòng thí nghiệm chứ khó có thể sản xuất hang loạt để tạo thành các con chip cho smartphone hoặc laptop của bạn. Đó là còn chưa kể đến cách tiếp cận này hầu hết đều dùng các vật liệu đắt tiền cho việc sản xuất khiến việc mở rộng quy mô sản xuất vẫn là một thách thức khó vượt qua.Hiện tại cho dù chưa thu hẹp được khoảng cách cực GATE trên bóng bán dẫn, công nghệ sản xuất chip trên silicon vẫn tiếp tục đạt được các bước tiến mới về hiệu năng và hiệu quả năng lượng. Trong khi các bóng bán dẫn theo thiết kế FinFET đã đi dần tới giới hạn cuối của mình, những công nghệ mới như chip với thiết kế Gate-All-Around (GAA) mới, hứa hẹn sẽ tiếp tục duy trì đà tăng về hiệu năng và hiệu quả của ĐỊnh luật Moore. Quan trọng hơn, các bước tiến công nghệ này đã ở trong tầm tay, với những sản phẩm mới sẽ có mặt trong vài năm tới.Tham khảo Singularityhub Intel ra mắt chip xử lý desktop nhanh nhất thế giới, tốc độ xung nhịp 5.5Ghz
https://genk.vn/dung-graphene-cac-nha-khoa-hoc-tao-ra-con-chip-co-tien-trinh-nho-nhat-tu-truoc-den-nay-chi-bang-mot-nguyen-tu-carbon-2022033015515371.chn

#Dùng #graphene #các #nhà #khoa #học #tạo #con #chip #có #tiến #trình #nhỏ #nhất #từ #trước #đến #nay #chỉ #bằng #một #nguyên #tử #Carbon
Tuy nhiên, khó có thể hy vọng con chip dựa trên phương pháp sản xuất này sẽ sớm ra mắt trong tương lai

#Dùng #graphene #các #nhà #khoa #học #tạo #con #chip #có #tiến #trình #nhỏ #nhất #từ #trước #đến #nay #chỉ #bằng #một #nguyên #tử #Carbon

Mỗi khi người ta cho rằng Định luật Moore đã đi tới giới hạn của mình, các nhà khoa học lại nỗ lực tìm ra một giải pháp mới để kéo dài sự sống của nó thêm lần nữa. Giờ đây các nỗ lực nghiên cứu khoa học vật liệu đang tìm cách đưa giới hạn của Định luật Moore lên một tầm cao mới.Trong tài liệu mới được công bố trên tạp chí Nature, các nhà khoa học tại Đại học Thanh Hoa ở Thượng Hải cho biết, họ đã tạo ra được cực GATE trên bóng bán dẫn bằng graphene với độ rộng chỉ 0,34 nanomet – tương đương bề rộng của một nguyên tử carbon.Đối với bóng bán dẫn, cực Gate này là một thành phần rất quan trọng khi nó được dùng để điều khiển dòng điện ra vào 2 cực Source và cực Drain. Thậm chí chiều dài cực cổng này – hay khoảng cách giữa hai cực Source và cực Drain – đã từng được đặt tên cho tiến trình sản xuất chip – một thông số cho thấy con chip đó tiên tiến và cao cấp như thế nào.Các thành phần cơ bản của bóng bán dẫn: Cực Gate (G), cực Source (S) và cực Drain (D)Thế nhưng từ các tiến trình gần đây (dưới 14nm trở xuống), các con số này chỉ còn mang ý nghĩa tiếp thị và định danh khi tên gọi tiến trình không còn đại diện cho chiều dài cực GATE nữa. Đó là vì nếu thu nhỏ kích thước này ngang bằng tên gọi tiến trình của nó, các giới hạn về công nghệ vật liệu sẽ làm hỏng con chip đó.Nhưng trên thực tế, nhiều nghiên cứu đã thu hẹp khoảng cách này xuống mức 1nm và thấp hơn nữa. Nhưng đây là lần đầu tiên khoảng cách này được thu hẹp tới con số 0,34nm – bằng với kích thước của một nguyên tử carbon – và đây có thể là biên giới cuối cùng của nó. Tác giả nghiên cứu Tian-Ling Ren cho biết: “Đây có thể là node cuối cùng của Định luật Moore.”Bóng bán dẫn grapheneCho dù silicon là hợp chất phù hợp cho việc sản xuất chip, nhưng khi thu nhỏ chiều dài cực GATE xuống dưới 5nm, các electron có xu hướng bị rò rỉ qua các cực khác trên bóng bán dẫn. Nhưng vào năm 2016, sử dụng các ống nanocarbon với một vật liệu 2D có tên Molybden Di-Sulfide, các nhà nghiên cứu đã tạo ra được một cực GATE có chiều dài 1nm. Dù có điện trở cao hơn silicon, nhưng điều này đã giúp Molybden Di-Sulfide đưa chiều dài cực GATE trên bóng bán dẫn tới một giới hạn mới.Dựa trên nghiên cứu này, các nhà khoa học thuộc đại học Thanh Hoa Trung Quốc cũng chọn Molybden DiSulfide làm vật liệu cho kênh dẫn và cực GATE trên bóng bán dẫn. Nhưng thay vì dùng ống nanocarbon, các nhà nghiên cứu lại sử dụng tấm graphene với độ dày chỉ 1nm.Thông qua phương pháp sản xuất được gọi là lắng đọng hơi hóa học, các nhà khoa học có thể kẹp một lớp graphene giữa hai lớp chất cách điện là oxit nhôm và silicon Di-oxit. Sau đó tấm vật liệu này được khắc để tạo hình giống như bậc thang và làm lộ ra phần cạnh của tấm graphene trong bức tường thẳng đứng của bậc thang. Phần lộ ra này hình thành nên cực GATE mỏng có kích thước chỉ bằng một nguyên tử carbon.Cuối cùng, nhóm nghiên cứu phủ them một lớp Oxit Hafnium để tạo thành một không gian nhỏ giữa cực GATE và kênh dẫn được làm từ một lớp Molybden Di-Sulfide. Sau đó, họ bổ sung them hai điện cực kim loại, ở trên và dưới tấm vật liệu trên, để tạo nên cực Source và cực Drain cho bóng bán dẫn mới.Khó trở thành hiện thực trong tương lai gầnDù đạt tới một khoảng cách gần như không tưởng trong thế giới bán dẫn – 0,34nm – nhưng công trình này chỉ là một proof-of-concept: một minh chứng cho giả thuyết của các nhà nghiên cứu.Cách tiếp cận này chỉ phù hợp với việc sản xuất một số lượng rất nhỏ bóng bán dẫn trong phòng thí nghiệm chứ khó có thể sản xuất hang loạt để tạo thành các con chip cho smartphone hoặc laptop của bạn. Đó là còn chưa kể đến cách tiếp cận này hầu hết đều dùng các vật liệu đắt tiền cho việc sản xuất khiến việc mở rộng quy mô sản xuất vẫn là một thách thức khó vượt qua.Hiện tại cho dù chưa thu hẹp được khoảng cách cực GATE trên bóng bán dẫn, công nghệ sản xuất chip trên silicon vẫn tiếp tục đạt được các bước tiến mới về hiệu năng và hiệu quả năng lượng. Trong khi các bóng bán dẫn theo thiết kế FinFET đã đi dần tới giới hạn cuối của mình, những công nghệ mới như chip với thiết kế Gate-All-Around (GAA) mới, hứa hẹn sẽ tiếp tục duy trì đà tăng về hiệu năng và hiệu quả của ĐỊnh luật Moore. Quan trọng hơn, các bước tiến công nghệ này đã ở trong tầm tay, với những sản phẩm mới sẽ có mặt trong vài năm tới.Tham khảo Singularityhub Intel ra mắt chip xử lý desktop nhanh nhất thế giới, tốc độ xung nhịp 5.5Ghz
https://genk.vn/dung-graphene-cac-nha-khoa-hoc-tao-ra-con-chip-co-tien-trinh-nho-nhat-tu-truoc-den-nay-chi-bang-mot-nguyen-tu-carbon-2022033015515371.chn

Trần Tiến

Tôi là một người yêu công nghệ và đã có hơn 5 năm trong việc mày mò về máy tính. Mong rằng những chia sẻ về thông tin và thủ thuật công nghệ của tôi hữu ích đối với bạn.
Back to top button