Самый маленький транзистор — и снова спасибо графену

Транзисторы, транзисторы, транзисторы — кирпичики, из которых состоит ядро каждого из известных и любимых нами процессоров. Чем больше транзисторов удастся инженерам упаковать в процессор, тем большую производительность получиться из него выжать. Во избежание всевозможных проблем, связанных с увеличением размера процессора, возникла технология литографии на кремниевых пластинах, претерпев с момента изобретения стократные, если не тысячекратные, усовершенствования.

Массовые процессоры последнего поколения построены вокруг 45-нанометровых транзисторов с интеловскими чипами Penryn. Penryn вмещает около 250 миллионов транзисторов на ядро, при том, что четырехъядерный процессор помещается на десятицентовике. Intel и тайваньский производитель Taiwan Semiconductor Manufacturing даже хвастались о разработке 32-нанометровой технологии.

До сих пор разработчикам микропроцессоров с трудом, но удавалось держаться временных рамок закона Мура, гласящего, что число транзисторов на микросхеме должно удваиваться каждые два года. Горден Мур, выдвинувший эту идею в 1965 году, чувствует, что его давнишний прогноз скоро перестанет сбываться, поскольку кремниевая литография близится к своим пределам. Многие ученые и конструкторы полагают, что 10 нанометров окажутся погребальным звоном для кремниевых транзисторов.

Но пусть не беспокоится наш любезный читатель, ибо в двери уже стучится углерод. Мы уже рассказывали о графеновых транзисторах, разработанных Вальтером де Хеером из Технологического Института Джорджии. В Школе физики и астрономии Манчестерского университета подобную работу уже несколько лет ведут профессор Андре Геим (Andre Geim) и д-р Костя Новоселов. Год назад они объявили о создании графенового транзистора в один атом толщиной и менее 50 в ширину. Недавно они заявили, что смогли усовершенствовать процесс и сделать транзистор в атом толщиной и всего 10 атомов шириной. Ученые утверждают, что получили рабочий 1-нм графеновый транзистор.

Очевидно, что такой возмутительно маленький транзистор если и не перевернет транзисторную индустрию, то по крайней мере позволит уменьшить размер микросхем до совершенно ничтожных размеров, когда или сотни миллионы транзисторов будут упакованы в одно ядро, или множество ядер будет занимать ту же площадь, что теперешние четырехъядерные CPU.

А в сочетании с графеновой схематикой эти сверхмалые транзисторы могут послужить основой для микроустройств, которые гораздо более «микро», чем то, что мы понимаем под этим словом сейчас.

Все новейшие исследования сходятся на том, что кремний кремнием, но наступает время углерода. Что бы ни изготовили ученые из этого щедрого элемента — бакиболлы, углеродные нанотрубки, графен, и т.д., и т.п. — практически во всем углерод бьет кремний с большим перевесом.