Миниатюрные транзисторы на углеродных нанотрубках превзошли кремниевые

Несколько десятилетий ученые говорят о том, что при дальнейшей миниатюризации электроники транзисторы на углеродных нанотрубках (CNT) с их превосходными электрическими свойствами не будут иметь себе равных. Однако до сих пор эти утверждения оставались голословными.


Считается, что физическим пределом кремниевого транзистора является 11 нм. Таким образом, если бы удалось создать углеродную нанотрубку-транзистор размером 10 нм и менее, то и сравнивать было бы не с чем; равных такому транзистору действительно не нашлось бы. Так что ученые, пожалуй, не обманывали, им только и не хватало, что реально созданного образца CNT.

На выручку полупроводниковому сообществу пришли специалисты из компании (а вот и не угадали) IBM (надо было дать вторую попытку; интересно, что никто не подумал об AMD), которые и произвели на свет самый маленький из когда-либо созданных CNT, чтобы наконец-то перейти от слов к тестам.

Несмотря на крошечный размер, всего 9 нм, новорожденному требуется всего 0,5 В для переключения, что значительно меньше, чем потребляют его кремниевые конкуренты; вместе с тем малютка способен выдерживать чытырехкратно (!) возросшие токи, что означает более высокое качество сигнала и безграничные горизонты применений.

В общем, всё здорово и удивительно, но что дальше? Пока, скорее всего, ничего. На создание этого образца у полупроводниковой индустрии ушли десятки лет, и во многом потому, что реально ничего не делалось. Время потрачено так, что и сегодня мы вынуждены повторять ту же мантру: CNT нет на рынке, во-первых, потому что не существует технологий их массового производства. (Нет технологий или желания? А может, стоило поговорить со специалистами из Беркли?) А во-вторых, из-за инерции полупроводниковых мейджоров, потративших миллиарды на развитие кремниевой электроники и желающих наслаждаться плодами старого древа как можно дольше. Но люди вдруг кинулись обвешивать себя мобильными гаджетами, и вопрос дальнейшей и скорейшей миниатюризации электроники вместе с проблемой энергопотребления вновь встал во весь свой печальный для индустрии рост. А отсюда и шевеление, пусть пока еще робкое.

(Кстати, одним из ярких примеров инертности полупроводниковой индустрии можно назвать представление Intel её трехмерной технологии изготовления чипов (Intel 3D FinFET chips), столь тепло встреченной специалистами и потребителями, а по сути являющейся очередной попыткой выторговать для кремниевых полупроводников еще несколько лет.)

Ответ на следующий вопрос делает новость о 9-нанометровом CNT еще более захватывающей. Работает ли Intel над развитием CNT, или мы можем надеяться на получение (в лице IBM) настоящего Intel-конкурента? Международная дорожная карта полупроводниковых технологий (ITRS) предполагает достижение 11-нанометрового барьера уже в 2015 году. А дальше что? И тут стоить вспомнить, что именно IBM обладает одним из самых совершенных полупроводниковых процессов в мире, наряду с TSMC и GloFo. Этой компании не привыкать, она не раз побывала на самом острие технического прогресса (например, SOI), и если бы только IBM смогла первой предложить рынку реально работающую технологию CNT...

Подробное описание проделанной работы и полученных результатов опубликовано в журнале Nano Letters.