Найден новый материал, позволяющий создать мощные процессоры для смартфонов
Новый материал, из которого возможно создать мощные процессоры меньшего размера, чем существующие, нашли американские ученые, 19 марта сообщает портал phonearena.com
Существующие технологии производства чипов — сердца любой сложной электроники — фактически дошли до своего физического предела. Используемые при производстве микросхем классические материалы уже не позволяют существенно нарастить их производительность, которая зависит от количества размещенных элементов на кристалле процессора и способности материалов отводить тепло.
Так чип Apple A13 Bionic компании TSMC, который установлен в iPhone 11 серии, произведенный в 2019 году с использованием 7-нм технологического процесса содержит 8,5 млрд транзисторов (плотность размещения составляет 90 млн на квадратный миллиметр).
А чип A14 Bionic, 2020 года производства выполненный по 5-нм техпроцессу вмещает уже 11,8 млрд транзисторов (плотность размещения достигла 134 млн транзисторов на квадратный миллиметр).
В планах ведущих компаний перейти на использование 2-нм техпроцесса, что позволит достичь еще большей плотности, однако дальнейшая миниатюризация наталкивается на физические ограничения используемых материалов на отвод тепла при работе устройства.
Команда американских ученых из университета Вирджинии и Северо-Западного университета сообщила, что им удалось найти материал, который способен решить проблему отвода тепла от элементов при существенном уменьшении их размеров.
Для решения этой задачи ученым пришлось объединять исследования в нескольких областях науки и промышленности, таких как машиностроение, химия, материаловедение, электротехника, так как ни одно направление в одиночку уже не способно ответить на этот вызов.
Технология изготовления материала, основу которого составляет полимер — структура с низкой диэлектрической проницаемостью, описывается так.
С помощью 2D технологии на поверхности создается тонкая пленка полимера толщиной всего в один атом. Далее свойства нанесенной пленки контролируются и затем наносится следующий слой полимера. Таким образом, слой за слоем, ученым удалось создать структуру, с помощью которого можно перешагнуть существующий порог ограничения на отвод тепла от микроструктур.
Один из участников научной команды исследователей образно описал этот процесс — «для решения этой задачи мы фокусируемся на тепловых свойствах этого нового класса материалов, что является фантастикой, но еще более захватывающим является то, что мы просто царапаем поверхность».
