Закон Мура будет соблюдаться и после 2020 года

Исследователи из The National Physical Laboratory (NPL) пытаются найти способ как продлить действие закона Мура (об удвоении числа транзисторов каждые 2 года) и после достижения 22 нм предела, до которого электроника дойдёт в 2020 году. Физические ограничения на столь малом масштабе зачастую рассматриваются тем фактором, который может опровергнуть справедливость этого закона.

Большинство исследователей верят, что 22 нм технический процесс – минимальный, на котором ещё можно производить устройства. На более мелких масштабах на работу электроники уже начинают оказывать влияние квантовые эффекты и нагрев микросхем. Но некоторые из них пытаются найти альтернативные пути развития, которые помогут закону Мура остаться справедливым и после 2020 года.

Квантовые эффекты и нагрев микросхем начинают оказывать влияние на работу транзисторов в таких масштабах, по тому что очень малое количество кремния и меди начинает выполнять работу. Меньшие количества вещества означают, что они будут потреблять меньше электроэнергии и будут быстрее переключать своё состояние. Но это так же означает, что и другие факторы будут оказывать на них повышенное влияние и соотношение сигнал/шум будет уменьшаться.

Разработчики из NPL верят, что они нашли набор материалов, который позволит закону Мура действовать и после достижения 22 нм барьера. Разработчики предлагают использовать для создания электронных устройств нанотрубки состоящие из германия и марганца.

Сейчас германий используется в устройствах, в которых нужна огромная скорость работы. Так в высокопроизводительных системах часто применяется смесь кремния и германия. Также этот материал применяется в оптоволоконной связи и в солнечных батареях. В лабораторных условиях германий показывает огромные скорости работы, но на практике производство устройств с использованием этого материала довольно затруднительно, ввиду того, что германий очень хрупкий.

Также германий может образовывать спиралевидные образования на своей поверхности, которые зачастую являются причинами коротких замыканий, в использующих его устройствах. Учёные из NPL говорят, что они нашли способ как сделать из германия устойчивые электронные устройства. Они предлагают изменить не только материал, используемый в транзисторах, но и саму структуру транзисторов. Также учёные предлагают намагничивать нанотрубки германия при производстве транзисторов, это, как они сообщают, помогает увеличить их устойчивость.

При этом германий очень хорошо совместим с кремнием, что значит, что его можно будет использовать в существующих конструктивных схемах без внесения в них существенных изменений. И что важнее всего, устройства на основе германия можно будет сделать в течении ближайших 10 лет.

Приятно отметить, что руководит исследованием доктор Ольга Казакова (Olga Kazakova). Статья с описанием этого исследования была опубликована в Nano Letters. NPL является частью National Measurement Institute и ответственна за воплощение научных открытий в промышленном применении.