Yhdysvaltalaisessa tekniikan Massachusetts Institute of Technology -yliopistossa on toteutettu grafeenista ja piirihiilinanoputkista RISC-V-pohjainen prosessori. Esimerkkipiiri on valmistettu samoilla piiprosesseilla kuin perinteisemmätkin prosessoripiirit. Santa Barbaran yliopistossa tutkitaan puolestaan grafeenin käyttöä puolijohdevalmistuksessa.

Saavutus tarjoaa avaimen etenemiseen kohti seuraavan sukupolven tietokoneita. Tutkimusten mukaan hiilinanoputkisilla kenttävaikutustransistoreilla (CNFET) on ominaisuuksia, jotka lupaavat noin kymmenkertaisen energiatehokkuuden ja paljon suuremmat nopeudet kuin pii.

Todisteena he esittelivät 16-bittisen yli 14 000 CNFET:llä toteutetun mikroprosessorin, joka suorittaa samat tehtävät kuin kaupalliset mikroprosessorit. Se perustuu avoimen lähdekoodin RISC-V -arkkitehtuuriin.

”Tämä on ylivoimaisesti edistyksellisin siru, joka on valmistettu kaikista nousevista nanoteknologioista, jotka lupaavat korkean suorituskyvyn ja energiatehokkuuden tietotekniikkaan”, julistaa apulaisprofessori Max M. Shulaker.

Mutta massavalmistukeen mitoitettuina transistoreissa on usein monia suorituskykyyn vaikuttavia vikoja, joten ne ovat olleet epäkäytännöllisiä. MIT:n tutkijat ovat kehitelleet uusia tekniikoita virheiden dramaattiselle rajoittamiselle ja CNFET-valmistuksessa käytettävien toimintojen täydellisen hallinnan mahdollistamiseksi perinteisten piisiruvalmistuksen prosesseilla.

Grafeeni avuksi

Kalifornian Santa Barbaran yliopiston (UCSB) Kaustav Banerjeen laboratorio on puolestaan voittanut esteen grafeenin laajalle käytölle puolijohdeteollisuudessa.  Hänen laboratoriossa on kehitetty menetelmä korkean johtavuuden, nanometrin mittakaavassa seostettujen monikerroksisten grafeenisten (DMG) yhdysjohteiden toteuttamiseksi.

Grafeenin sähkövirran tiheys on suuruusluokkaa parempi kuin kuparin, ja se on vahvin, ohuin ja ylivoimaisesti luotettavin sähköä johtava materiaali planeetalla. Siksi se olisi erittäin lupaava materiaali mikropiirien sisäisiin johdotuksiin.

”Koska prosessiimme sisältyy suhteellisen matalia lämpötiloja, jotka eivät aiheuta vaaraa muille sirulle valmistetuille elementeille, kuten transistoreille, voimme tehdä yhdysliitännät heti niiden päälle,” toteaa tutkimuslaboratoriota johtava  professori Kaustav Banerjee.

Lisää: Nanobitteja (LINKKI), MIT:n tiedoteuutinen (LINKKI) ja USCB-yliopiston The Current-lehden artikkeli (LINKKI)

Kuva: MIT

Tärkeimmät teknologiauutiset kätevästi myös uutiskirjeenä! Tilaa (LINKKI)

LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkosta

https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/1_2019/