นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยปักกิ่งประสบความสำเร็จในการพัฒนาทรานซิสเตอร์รูปแบบใหม่ที่ใช้วัสดุฐานบิสมัท แทนที่ซิลิคอนแบบเดิม โดยมีประสิทธิภาพสูงกว่าชิป 3 นาโนเมตรรุ่นล่าสุดของ Intel และ TSMC ถึง 40% ในขณะที่ใช้พลังงานน้อยกว่า 10%
ทีมวิจัยที่นำโดย ศาสตราจารย์เผิง ไห่หลิน จากภาควิชาเคมีฟิสิกส์ ได้พัฒนาทรานซิสเตอร์แบบ 2 มิติ ที่ช่วยให้จีนสามารถก้าวข้ามข้อจำกัดของการผลิตชิปแบบเดิมที่ใช้ซิลิคอนได้ โดยทางทีมระบุว่านี่คือ “ทรานซิสเตอร์ที่เร็วและมีประสิทธิภาพที่สุดเท่าที่เคยมีมา”
เทคโนโลยีที่ก้าวล้ำกว่าทรานซิสเตอร์แบบเดิม
ทีมวิจัยได้พัฒนาทรานซิสเตอร์แบบ Gate-All-Around Field-Effect (GAAFET) โดยใช้วัสดุฐานบิสมัท ซึ่งแตกต่างจากโครงสร้าง Fin Field-Effect Transistor (FinFET) ที่เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมมาตั้งแต่ Intel นำมาใช้ในเชิงพาณิชย์เมื่อปี 2011
การออกแบบใหม่นี้ช่วยแก้ปัญหาสำคัญของชิปซิลิคอน ที่มักประสบปัญหาด้านการย่อขนาดและประสิทธิภาพการใช้พลังงานเมื่อต้องทำงานในระดับเล็กมาก โดยทีมวิจัยได้พัฒนาวัสดุพิเศษสองชนิดคือ Bi2O2Se และ Bi2SeO5 ที่ทำหน้าที่เป็นสารกึ่งตัวนำและฉนวนไดอิเล็กทริกประสิทธิภาพสูงตามลำดับ
ประสิทธิภาพที่เหนือกว่า
วัสดุที่พัฒนาขึ้นมีค่าไดอิเล็กทริกสูง ช่วยลดการสูญเสียพลังงาน ลดแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ และเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลไปพร้อมกับการประหยัดพลังงาน ผลการทดสอบพบว่าทรานซิสเตอร์รุ่นใหม่นี้ทำงานได้เร็วกว่าชิปซิลิคอนที่ก้าวหน้าที่สุดถึง 1.4 เท่า โดยใช้พลังงานเพียง 90%
ทีมวิจัยได้สร้างวงจรลอจิกขนาดเล็กโดยใช้ทรานซิสเตอร์ใหม่นี้ และพบว่าสามารถทำงานได้ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำมาก ซึ่งแสดงให้เห็นศักยภาพในการนำไปพัฒนาต่อยอดในอนาคต
ข้อมูลจาก Interesting Engineering
ภาพประกอบจาก FreePik
ติดตามข่าวสาร อัปเดตเทคโนโลยี รีวิวของใหม่ก่อนใคร ได้ทาง www.techoffside.com และ Google News
ช่องทางโซลเชียล Facebook, Instagram, YouTube และ TikTok
