Znanstvenici s kineskog "Peking University" sveučilišta, predstavili su revolucionarnu inovaciju u dizajnu tranzistora koja bi mogla potpuno promijeniti budućnost mikroprocesora.
Tim istraživača razvio je novi tranzistor koji ne koristi silicij, već se temelji na inovativnom dvodimenzionalnom materijalu nazvanom bizmut-oksiselenid (Bi₂O₂Se). Ključ ovog napretka je arhitektura tipa gate-all-around (GAAFET), u kojoj se vrata tranzistora potpuno omataju oko kanala. Takav dizajn značajno se razlikuje od trenutačno dominantne FinFET tehnologije, kod koje vrata pokrivaju kanal samo djelomično.
Prema rezultatima istraživanja objavljenim u časopisu Nature Materials, ovaj novi 2D tranzistor pruža bolju kontrolu električne struje, manji gubitak energije i veću učinkovitost u odnosu na tradicionalne silicijske tranzistore. Istraživači tvrde kako njihov tranzistor radi čak 40% brže i pritom troši 10% manje energije u usporedbi s Intelovim najnaprednijim 3nm procesorima, čime nadmašuje postojeće tehnologije Samsunga i TSMC-a.
Nova GAAFET struktura rješava probleme povezane s ograničenom pokrivenošću vrata, pružajući veće naponsko pojačanje i manju potrošnju energije. Tim je već uspješno proizveo manje logičke sklopove koristeći ovu novu tehnologiju.
Voditelj istraživanja, profesor Peng Hailin, inovaciju uspoređuje s "promjenom trake" u odnosu na tradicionalne smjerove razvoja. Arhitektura novog tranzistora, opisana kao "isprepleteni mostovi", omogućuje daljnju minijaturizaciju čipova, što je postalo izazovno kod silicijskih tranzistora ispod 3nm. To bi moglo biti posebno korisno za kompaktne uređaje visokih performansi, poput prijenosnih računala.
Tim je razvio i dva nova materijala potrebna za ovaj tranzistor: Bi₂O₂Se kao poluvodič te Bi₂SeO₅ kao dielektrik. Ti materijali imaju izuzetno nisku međupovršinsku energiju, čime se smanjuju defekti i raspršenje elektrona, omogućavajući gotovo savršen protok elektrona – kako kaže profesor Peng, "poput vode kroz glatku cijev."
Navode istraživača potvrđuju teorijski proračuni metode funkcionala gustoće (DFT) te praktični testovi pomoću preciznih proizvodnih platformi dostupnih na Sveučilištu Peking. Važno je naglasiti da se tranzistori mogu proizvoditi uz postojeću industrijsku infrastrukturu za proizvodnju poluvodiča, što bi trebalo pojednostaviti njihovu buduću primjenu.
