Китай вывел чипы из кремния и создал 32-битный процессор RISC-V на полупроводнике с атомной толщиной

На этой неделе китайские ученые опубликовали статью в журнале Nature, в которой говорилось, что для разработки полноценного 32-разрядного процессора RISC-V на слое полупроводника толщиной одной молекулы-нет более 1 нанометра.

В этом случае наиболее важным является то, что производство не требует сканеров EUV, но использует литографию, доступную в Китае.

В течение примерно 20 лет исследователи считают, что графен является материалом, который может привести к производству чипов до новых уровней производительности и эффективности. Тем не менее, графен в его чистой форме является проводником. Например, создавать транзисторы с помощью нанотрубок очень сложно: необходимы многие другие ингредиенты и процессы. Проблема может быть решена с помощью очень тонкого полупроводника с толщиной нескольких атомов, но она еще не была найдена. Тем не менее, ряд молекул полупроводника можно расположить в тонком слое, близком к толщине отдельных атомов. Одной из таких молекулы является дисульфид молибдена (Мос)

Из -за его гексагональной молекулярной структуры слой MOS₂ не более 1 нанометра толщиной.

Исследователи из Национальной лаборатории интегрированных схем и систем в Университете Фудана потратили около 5 лет, разрабатывая процессы, используя дисульфид молибден, включая отложение этого паровая материал на субстратах. Они сообщали, что они научились вкладывать слои на сапфировые площадки, на которых они начали делать рабочие атомно -тонкие схемы. Приблизительно 70% производства чипов на слоях MOS₂ заимствованы из обычного производства кремниевых пластин. Это означает, что процесс, разработанный учеными, может быть введен в производство с относительно скромными затратами на модернизацию.

В конце концов, исследователи создали массив 30 × 30 инверторов. Таким образом, они обошли ограничения MOS₂, что позволяет производству транзисторов только с одним проводимостью N-типа.

Невозможно ввести примеси в молекулы MOS₂ для создания транзисторов с различной проводимостью из той, которая позволяет выходной материал. Следовательно, напряжения ворот определяются проводами под ним.

Основываясь на сделанных инверторах, ученые смогли собрать электронные схемы из базового набора из 25 электронных компонентов. Общая схема содержала 5900 рабочих транзисторов. Их частота была низкой — несколько килоэртов. Тем не менее, чип Wuji выполнил полный диапазон 32-битных инструкций RISC-V. Это самый большой процессор в истории на атомно -тонком полупроводнике, утверждают разработчики. И это первый большой шаг за пределами кремниевой электроники.