Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT), Хьюстонского университета и других учреждений только что опубликовали интересная статья что размышляет о будущем кремния — вернее, о его возможной нехватке.
Согласно отчету, использование кубического арсенида бора (c-BA) вместо кремния в производстве полупроводников может принести множество преимуществ, в том числе лучшие тепловые характеристики, проводимость и повышение производительности, достойное будущего вычислений. Кремний устареет?
Поскольку аппаратное обеспечение с каждым годом становится все более и более мощным, защита от перегрева становится все более серьезной проблемой для производителей по всему миру. С некоторыми выпусками следующего поколения, такими как, по слухам, графическая карта Nvidia GeForce RTX 4090, для которой, как говорят, требуется блок питания мощностью до 1200 Вт, тепло, выделяемое этими типами оборудования, действительно сильное, и это будет только хуже с каждым разом. генерация продуктов.
В результате растущего потенциала, который подавляется современными технологиями, ученые пытаются придумать способы улучшения вычислений в целом, и один из основных способов сделать это — заменить кремний в качестве основного материала, используемого при производстве полупроводников. В настоящее время кремний широко используется во всех видах чипов, но это не идеальное решение; наоборот, у него много недостатков.
С объясняет что электроны легко проносятся сквозь структуру кремния, но это далеко не так эффективно для «дырок» — термин, который относится к положительно заряженным аналогам электронов. Кремний хорошо справляется только с отрицательно заряженными электронами. Это также действительно плохое решение, когда дело доходит до теплопроводности, настолько, что высокие температуры в лучших процессорах являются общепринятой нормой, и с этим нужно бороться с помощью различных решений для охлаждения.
Теперь исследовательская группа, участвующая в этом проекте, решила найти лучший вариант, чем кремний, и они обнаружили, что кубический арсенид бора решает обе проблемы кремния. Он одинаково хорош как для электронов, так и для «дырок», открывая дверь на совершенно новый уровень вычислений.
«Это важно, потому что, конечно, в полупроводниках у нас есть как положительные, так и отрицательные заряды в равной степени. Итак, если вы строите устройство, вам нужен материал, в котором и электроны, и дырки движутся с меньшим сопротивлением», — сказал Ган Чен, ведущий профессор машиностроения Массачусетского технологического института. В отчете также подчеркивается, что кубический арсенид бора обеспечивает до 10 раз лучшую теплопроводность, чем его кремниевые аналоги. Он превосходит даже медь, причем с большим отрывом.
Если кубический арсенид бора решает обе самые большие проблемы кремния, он звучит как идеальный полупроводниковый материал. В статье ученые называют это «изменением правил игры». Поэтому вполне логично, что кремний останется позади, поскольку будущее вычислений переходит к лучшим материалам. Но это не так просто.
До сих пор кубический арсенид бора производился только небольшими партиями, предназначенными для испытаний. Кремния много, и его легко достать, но арсенида бора не так много. Исследователи ясно дают понять, что до сих пор неясно, можно ли когда-нибудь использовать кубический арсенид бора в достаточно больших объемах, чтобы заменить кремний. Возможно, его можно было бы использовать в небольших партиях для полупроводников, которые действительно требуют дополнительной мощности. Похоже, нам придется придерживаться проверенного временем кремния — по крайней мере, до тех пор, пока не появится лучшее решение.
Рекомендации редакции
