مهندسان MIT تراشه‌های 3D بلند را تولید می‌کنند

پیشرفت‌های جدید در صنعت الکترونیک

صنعت الکترونیک به نقطه‌ای نزدیک شده که نمی‌تواند تعداد بیشتری ترانزیستور را روی یک تراشه کامپیوتری جا دهد. بنابراین، تولیدکنندگان تراشه به دنبال انباشت لایه‌ها به جای گسترش افقی هستند.

تراشه‌های چندلایه

به جای قرار دادن ترانزیستورهای کوچکتر روی یک سطح، این صنعت به فکر ساماندهی چندین لایه از ترانزیستورها و عناصر نیمه‌رسانا است. این تراشه‌های چندلایه می‌توانند داده‌های بیشتری را پردازش کرده و توابع پیچیده‌تری انجام دهند.

یکی از چالش‌های بزرگی که وجود دارد، پلتفرمی است که تراشه‌ها بر روی آن ساخته می‌شوند. در حال حاضر، ویفرهای سیلیکونی بزرگ به عنوان پایه اصلی برای رشد عناصر نیمه‌رسانا استفاده می‌شوند. اما برای تراشه‌های چندلایه، نیاز به سیلیکون ضخیم در هر لایه وجود دارد که باعث کاهش سرعت ارتباط بین لایه‌ها می‌شود.

اما مهندسان MIT روشی جدید یافته‌اند که به آنها امکان می‌دهد تراشه‌های چندلایه‌ای را بدون استفاده از ویفرهای سیلیکونی بسازند و در دماهای پایین‌تری که مدارهای زیرین حفظ شوند، کار کنند.

روش جدید ساخت تراشه‌ها

در مطالعه‌ای که امروز در نشریه Nature منتشر شده، تیم MIT از روش جدیدی برای تولید تراشه‌های چندلایه با لایه‌های متناوب از مواد نیمه‌رسانا با کیفیت بالا استفاده کرده است.

این روش باعث می‌شود تا مهندسان بتوانند ترانزیستورها و عناصر منطقی را بر روی هر سطح بلوری ساخته و بدون نیاز به پایه‌های ضخیم سیلیکونی، ارتباط و محاسبات بهتری بین لایه‌ها برقرار کنند.

کاربردهای آینده

این روش می‌تواند برای ساخت سخت‌افزارهای هوش مصنوعی، در قالب تراشه‌های چندلایه برای لپ‌تاپ‌ها یا دستگاه‌های پوشیدنی، به کار رود و قدرت و سرعت بالایی معادل سوپرکامپیوترهای امروزی ارائه دهد.

این پیشرفت پتانسیل عظیمی برای صنعت نیمه‌رسانا ایجاد کرده و می‌تواند بهبودهای قابل توجهی در قدرت محاسباتی برای برنامه‌های مختلف از جمله هوش مصنوعی، منطق و حافظه به همراه داشته باشد.

توسعه‌های اخیر

در سال 2023، تیم تحقیقاتی MIT روشی برای رشد مواد نیمه‌رسانا با کیفیت بالا بر روی سطوح شیشه‌ای توسعه داد. این مواد از نوع 2D معروف به TMDs هستند که به عنوان جانشین سیلیکون برای تولید ترانزیستورهای کوچک‌تر و با عملکرد بالاتر شناخته می‌شوند.

نتیجه‌گیری

این تیم توانسته است تراشه‌های چندلایه‌ای با لایه‌های متناوب از موادی مانند مس و مولیبدن دی‌سولفید تولید کند، بدون نیاز به ویفرهای سیلیکونی میان‌قرار.

این تحقیق بخشی از حمایتی است که توسط Samsung Advanced Institute of Technology و دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی ایالات متحده صورت گرفته است.