تغطية شاملة

عرضت شركة IBM ترانزستور الجرافين بسرعة 100 جيجاهرتز

من المفترض أن تهزم ترانزستورات الترددات الراديوية المعتمدة على الجرافين أسرع الترانزستورات باستخدام طريقة زرنيخ الغاليوم، وتمهد الطريق للإلكترونيات السريعة والتجارية المعتمدة على الكربون.

ترانزستور الجرافين السريع. الرسم التوضيحي: آي بي إم
ترانزستور الجرافين السريع. الرسم التوضيحي: آي بي إم
عرضت شركة IBM ترانزستورًا بتردد 100 جيجاهيرتز تم تطويره في مختبرات الأبحاث التابعة لشركة IBM. ويعتمد الترانزستور على شرائح من الجرافين يبلغ قطرها 2 بوصة، ويعمل في درجة حرارة الغرفة.

من المفترض أن تتفوق ترانزستورات الترددات اللاسلكية القائمة على الجرافين على أسرع ترانزستورات زرنيخيد الغاليوم في سرعتها، وتمهد الطريق للإلكترونيات السريعة والتجارية المعتمدة على الكربون.

“כבר נטענו טענות יוצאות דופן באשר ליכולתו של הגרפן לשימושים יום יומיים בטרנזיסטורים, אך זו ההדגמה הראשונה של טרנזיסטור RF מבוסס גרפן שנבנה בתנאים הטכנולוגיים הרלוונטיים ובקנה המידה הנכון” אומר עמית יבמ פנדון אבוריס, האחראי על מאמצי פיתוח החומרים מבוססי פחמן במעבדות יבמ ביורקטאון הייטס, نيو يورك.

تم إنشاء ترانزستورات الجرافين RF لصالح وكالة المشاريع المتقدمة التابعة لوزارة الدفاع في إطار برنامج إلكترونيات الكربون لتطبيقات الترددات اللاسلكية (CERA).

معدل الإرسال أسرع 4 مرات من العروض التوضيحية السابقة. تم إنشاء الترانزستورات على الرقاقة باستخدام عملية نمو الجرافين المتوافقة مع العملية المستخدمة في ترانزستورات السيليكون. تخطط CERA لدمج ترانزستورات الجرافين بدلاً من ترانزستورات زرنيخيد الغاليوم المستخدمة حاليًا في أنظمة الاتصالات العسكرية.

يتم إنشاء رقائق الجرافين عن طريق أخذ رقائق من كربيد السيليكون المتوفر تجاريا (SiC)، ثم حرق الطبقة العليا من السيليكون في عملية تعرف باسم التحلل الحراري. والنتيجة هي طبقة واحدة من الجرافين على السطح والتي من الممكن أن تكون معزولة فقط. بعد ذلك تم دمج أنماط ترانزستورات الجرافين باستخدام بنية معدنية للبوابة العلوية ثم تم عزل طبقة الجرافين في الأماكن المطلوبة بواسطة البوليمر.

يتمتع ترانزستور الجرافين بأداء أقوى مرتين من السيليكون بنفس طول البوابة (2 جيجا هرتز في الجرافين مقابل 100 جيجا هرتز في السيليكون).

كان عرض البوابة 240 نانومتر، أي أكبر بعشر مرات من أصغر بوابة ممكنة باستخدام تقنيات الطباعة الحجرية الحالية (أقل من 10 نانومتر). من خلال تحسين العملية لزيادة الإنتاجية وتقليل طول البوابة، تعتزم IBM زيادة سرعة ترانزستورات الجرافين حتى 35 تيراهيرتز، وهو هدف برنامج CERA.

تعليقات 16

  1. مويش-
    هذا الترانزستور مخصص لتطبيقات الترددات اللاسلكية وليس لأجهزة الكمبيوتر.
    إنه كبير جدًا

  2. حقيقة أن البوابة تعمل بتردد 100 جيجا هرتز لا تعني أن الكمبيوتر سيعمل بتردد 100 جيجا هرتز
    كل عملية في مجموعة عمليات الحاسوب مبنية من عدة عمليات للبوابات

  3. إلى المحرر: القليل من التدقيق اللغوي لن يضر.
    وفي الفقرة الثالثة: اخرجوا ولا تخرجوا.
    يمكن إجراء التدقيق اللغوي البشري أو يمكن استخدام المدقق الإملائي للوردة.
    وإذا كان بإمكاني اكتشاف الأخطاء، فيمكن لأي شخص ذلك.

  4. أول مرة أدخل هذا الموقع. وهذا هو المقال الأول الذي قرأته هنا. لقد شعرت بخيبة أمل بسبب كمية الأخطاء المطبعية هنا. أتوقع مستوى أعلى.
    أمثلة:
    الترانزستورات
    ترانيزاتوري
    سيليكون
    نادِر
    طول شعرك

  5. إلى akexd9 أيضًا: لا - ترانزستور الجرافين بنفس حجم السيليكون أو سيليكون الجرمانيوم أسرع بكثير.
    السبب وراء استخدامنا لتكنولوجيا تسمى الوصلة/البنية المغايرة وباللغة العبرية بنية مختلطة.
    في شرائح Intel، يتم استخدام المنطق الأساسي أيضًا بهذه الطريقة في رأيي (أنا أعمل لدى Intel)، ولكن في السيليكون الجرمانيوم يكون الأداء محدودًا لأسباب لن نحددها. يمكن مقارنة التركيب المختلط بشريحتين من الخبز مع شوكولاتة مدهونة في المنتصف، حيث يتم إدخال الذرات الملوثة للإلكترونات المتبرعة بالتوصيل في شرائح الخبز. يكون مستوى الطاقة في قطعة الشوكولاتة أقل وبالتالي تتحرك إلكترونات التوصيل هناك. إذا وضعت بطارية بشكل عمودي على الصفحة، أي أن الإلكترون يتحرك بشكل عمودي على الصفحة على طول الحيز - نظرًا لعدم وجود أيونات ملوثة جاذبة، فإن متوسط ​​المسافة التي يتسارعها أكبر بكثير من مادة شبه موصلة عادية - حيث تتسارع الإلكترونات تصطدم بالأيونات الملوثة التي تم التبرع بها منها وتتوقف. التفسير الكلاسيكي – الحساب شبه الكلاسيكي أو الكمي.
    ونتيجة لذلك، فإن متوسط ​​سرعة الإلكترونات أعلى 100 مرة من سرعتها في شبه موصل مصنوع من مادة واحدة: السيليكون على سبيل المثال. يقيس الكهربائيون ذلك بمعلمة تسمى معامل التوصيل.

    إذا كانت سرعة عبور الترانزستور أعلى، فإن التردد الذي يمكن تغيير المعلومات به يكون أعلى بالمقابل. لذلك في المادة
    مثل GAAS، يصل عرض قناة الترانزستور الذي يبلغ عشرات الميكرونات إلى ترددات تصل إلى مئات جيجا هرتز، بينما في ترانزستور السيليكون الذي يحتوي على أجزاء من الميكرون، يصل إلى 3 جيجا هرتز فقط.

    في ذلك الوقت، كان هناك مقال على الموقع الإلكتروني حول المباني المختلطة - وكان التفسير البديهي معقولًا أيضًا ولكن يمكن تحسينه.

  6. بالإضافة إلى الكلمات الصحيحة لعيران م
    تكمن أهمية التجربة في أن العالم حتى اليوم ينقسم إلى قسمين: رقائق السيليكون لأجهزة الكمبيوتر (مع بعض الجرمانيوم) - وهي مادة رخيصة الثمن، ورقائق زرنيخيد الغاليوم - مواد باهظة الثمن لتطبيقات مختارة من الترددات اللاسلكية والبصريات الكهربائية. في السيليكون، تم خلطها مع التردد عند 3 جيجا هرتز لسنوات، بينما في GaAs عند 150 جيجا هرتز لمدة 10-15 عامًا.
    وهنا، ولأول مرة، تم فتح نافذة لتسريع سرعة المعالجة في الرقائق التقليدية. المشكلة التي تنشأ وتمنع المزيد من التصغير في السيليكون - تزداد الطاقة مع مربع تردد التشغيل. لذلك، سوف تحترق شريحة السيليكون بسرعة 100 ميجا هرتز، وإذا كنت تريد تشغيلها بسرعة 4 جيجا هرتز، قم بتبريدها بالنيتروجين. في الواقع، الخلايا العصبية في أدمغتنا مصنوعة من مواد ذات أساس كربوني وكمية المعالجة المتوازية فيها مذهلة. نحن لا نحترق. هذا ممكن في الجرافين - الطاقة لا تحرق الرقاقة.
    ومن الواضح أيضًا أنه لا توجد مشكلة في طباعة الدوائر المتكاملة مثل GAAS وقد يتم حل مشكلة الطاقة أيضًا.

    إذا لم يتم حل مشكلة الطاقة، عندما يكون من الواضح أن 1) تم حل مشكلة تكلفة المواد هنا، 2) القدرة على التصغير مقارنة بـ GAAS - سيستمرون في العمل على المعالجة المتوازية لمئات وحدات المعالجة في نفس الوقت وقت.

  7. إلى أليكس 7:
    الإجابة على معظم أسئلتك: غير واضحة، وحتى الباحثين سيواجهون صعوبة في إعطائك إجابات جيدة.
    بشكل عام، من الناحية النظرية، هناك تجارب، وبعضها تم نشره في هذا الموقع، أنه من الممكن نظرياً الوصول إلى سرعات تصل إلى 100 من اليوم، باستخدام الجرافين. تذكر أيضًا أن معالجات Intel القياسية تعمل بسرعة قليلة تبلغ جيجاهيرتز.

  8. مقالة غير مفهومة: ما أهمية 100 جيجاهيرتز؟ هل الترانزستورات القائمة على الجرافين أسرع مرتين من الترانزستورات الموجودة وهذا حد نظري أم يمكن أن تكون أسرع؟ هل هذا يعني أننا إذا تمكنا من إنشاء معالج من ترانزستورات 2 نانومتر يعتمد على الجرافين، فسيكون بالضبط ضعف سرعة المعالجات الحالية بتقنية 35 نانومتر الحالية؟
    ماذا عن تقليل الترانزستورات المعتمدة على الجرافين، من هو المتورط في هذه القضية وما هي التوقعات متى سيحدث ذلك إذا حدث ذلك على الإطلاق؟

  9. حتى كنت متحمسًا لحقيقة أن إنتل تريد إنتاج 11 نانومتر، والآن نتحدث عن ذلك؟
    وما العجب أننا أصبحنا غير مبالين بالابتكارات 🙂

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.