ทรานซิสเตอร์นาโนคาร์บอน ยุคใหม่ของชิพประมวลผล

IBM ประกาศค้นพบความก้าวหน้าเชิงวิศวกรรมครั้งใหญ่ โดยทีมนักวิจัยประสบความสำเร็จในลดขนาดหน้าสัมผัสของทรานซิสเตอร์นาโนคาร์บอนโดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ส่งผลให้สามารถผลิตชิพที่มีขนาดเล็กลง แต่ประมวลผลได้เร็วขึ้น และทรงพลังมากยิ่งขึ้นกว่าการใช้สารกึ่งตัวนำประเภทซิลิกอนในอดีต

เพิ่มสมรรถนะการประมวลผลแบบ Big Data และรองรับการใช้งานกับอุปกรณ์ IoT

ชิพประเภทท่อนาโนคาร์บอนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบคอมพิวเตอร์ให้สูงขึ้นได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ช่วยให้สามารถวิเคราะห์ปริมาณข้อมูลแบบ Big Data ได้อย่างรวดเร็ว รวมถึงเพิ่มกำลังและประหยัดการใช้งานแบตเตอรี่ของอุปกรณ์โมบายล์และอุปกรณ์จำพวก Internet of Things ได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ ยังช่วยให้เพิ่มสมรรถนะของระบบคลาวด์และลดต้นทุนค่าใช้จ่ายในการทำงานได้อีกด้วย

ใช้เทคโนโลยีท่อนาโนคาร์บอนแทนซิลิกอนแบบเก่า

ทรานซิสเตอร์ซิลิกอนเป็นสวิตช์ขนาดเล็กที่ใช้เก็บข้อมูลภายในชิพประมวลผล ถูกพัฒนาให้มีขนาดเล็กลงทุกปี อย่างไรก็ตาม ขนาดของทรานซิสเตอร์ก็ใกล้ถึงขีดจำกัดที่เล็กที่สุดที่เป็นไปได้ IBM จึงได้เปลี่ยนมาใช้ทรานซิสเตอร์แบบท่อนาโนคาร์บอนซึ่งมีขนาดไม่ถึง 10 นาโนเมตร เล็กกว่าทรานซิสเตอร์ซิลิกอนในปัจจุบันถึงครึ่งหนึ่ง รวมถึงมีการปรับแต่งหน้าสัมผัสใหม่ให้ท่อนาโนคาร์บอนภายในอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ส่งผลให้ได้ชิพประมวลผลที่มีขนาดเล็กกว่าเดิม แต่มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น และอัตราการกินพลังงานน้อยลง

ปรับแต่งหน้าสัมผัสของท่อนาโนคาร์บอนใหม่ ช่วยลดขนาด แต่ยังคงซึ่งประสิทธิภาพ

ท่อนาโนคาร์บอนเป็นวัสดุสังเคราะห์ใหม่สำหรับสารกึ่งตัวนำที่สร้างขึ้นจากอะตอมของคาร์บอนจัดเรียงตัวเป็นแผ่นและม้วนเข้าหากันกลายเป็นรูปทรงท่อ ซึ่งท่อนาโนคาร์บอนนี้นับว่าเป็นแก่นของทรานซิสเตอร์ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม กล่าวคือ อิเล็คตรอนบนทรานซิสเตอร์นาโนคาร์บอนสามารถเคลื่อนที่ได้ดีกว่า และด้วยความบางเฉียบของท่อนาโนคาร์บอน ก็ช่วยให้ได้ประโยชน์ที่เหนือกว่าการใช้ซิลิกอน

ภายในชิพประมวลผล หน้าสัมผัสถือว่าเป็นวาล์วที่ใช้ควบคุมการไหลของอิเล็คตรอนจากโลหะภายในขั้วไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนำ เมื่อมีการลดขนาดของทรานซิสเตอร์ลง ความต้านทานไฟฟ้าของหน้าสัมผัสจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง ซึ่งเป็นปัญหาใหญ่ของการลดขนาดชิพประมวลผล ทีมนักวิจัยของ IBM จึงได้คิดค้นกระบวนการผสมโลหะใหม่ที่คล้ายกับการเชื่อมโลหะในระดับจุลทรรศน์ ที่ช่วยให้สามารถสร้างพันธะระหว่างอะตอมของโลหะและของคาร์บอนที่ปลายสุดของท่อนาโนได้ การสร้างพันธะปลายสุดของหน้าสัมผัสนี้ส่งผลให้สามารถลดขนาดของหน้าสัมผัสลงได้ต่ำกว่า 10 นาโนเมตรโดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของท่อนาโนคาร์บอน

 

ที่มา: http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/47767.wss