Новият китайски транзистор от въглеродни нанотръби е по-бърз и по-рентабилен от силициевите аналози

Китайски специалисти съобщиха за създаването на революционен транзистор, изработен от въглеродни нанотръби, без да се използва традиционният силиций. Двуизмерният транзистор може да работи с 40 % по-бързо и да консумира 10 % по-малко енергия в сравнение с усъвършенстваните силициеви чипове на Intel и TSMC. Отказът от силиций, продиктуван от първоначално наложените на КНР санкции, откри възможност за разработване на по-бързи и по-икономични микрочипове.

Въглеродните нанотръби имат изключителни механични и електрически свойства. Тези миниатюрни цилиндри са направени от листове графен и се използват главно в литиево-йонните батерии. Въпреки това, благодарение на тяхната превъзходна електропроводимост, стабилност и ултратънка структура, те се считат за обещаващ материал за полупроводници от следващо поколение.

Новият китайски транзистор се различава от конвенционалните силициеви чипове по това, че използва троична логика вместо традиционната двоична система: той обработва данните не само в единици и нули, но и в трето състояние. Тази тройна логическа система подобрява ефективността на преноса на данните в рамките на едно и също физическо пространство, което позволява по-бързи и по-енергийно ефективни изчисления.

Архитектурата на новия транзистор се основава на концепцията за транзистори с източник-гейт (SGT – source gate transistors), съобщава Tribune. Чрез регулиране на напрежението на гейта, този транзистор може да превключва между три различни токови състояния, като по този начин осигурява основата за троични логически схеми.

Според Пан и неговия екип новият транзистор на базата на бисмут превъзхожда най-съвременните подобни устройства на Intel, TSMC, Samsung и Белгийския междууниверситетски център по микроелектроника при сходни условия на работа. Той може да работи с 40% по-бързо от съвременните 3nm силициеви чипове на TSMC и Intel, като консумира 10% по-малко енергия.

„Това е най-бързият и ефективен транзистор в света“, се казва в официално изявление на уеб сайта на университета.

За да тестват възможностите на новия си чип, изследователите са създали невронна мрежа, способна да се учи и да разсъждава, като имитират връзките между невроните в човешкия мозък. Тестовете показват, че невронната мрежа постига перфектна точност при класифицирането на ръкописните цифри, демонстрирайки голям потенциал в задачите за разпознаване на изображения и машинно обучение.

„Ако иновациите в чиповете, базирани на съществуващите материали, се смятат за „пряк път“, то нашата разработка на транзистори, базирани на двуизмерни материали, прилича на смяна на лентата за движение“, каза Пенг. – Макар че този начин се появи от необходимост поради настоящите санкции, той също така принуждава изследователите да търсят решения в нови перспективи.“

Това е едно ново постижение, което може коренно да промени цифровата електроника, каквато я познаваме в наши дни.