به‌لطف دستاورد تاریخی دانشمندان، تولید پردازنده با «ترانزیستور دوبعدی» دست‌یافتنی شد

به‌گزارش تامز هاردور، پژوهشگران موفق شده‌اند سه مشکل فنی بسیار دشوار را از پیش روی بردارند که استفاده از مواد اولیه‌ی دوبعدی را در پردازنده‌ها غیرممکن می‌کردند. با این دستاورد مهم، احتمالاً در آینده شاهد تولید تجاری ترانزیستورهایی به ضخامت اتم خواهیم بود که باعث زنده نگه‌داشتن قانون مور می‌شوند.

قانون مور را نخستین‌بار یکی از مؤسسان اینتل مطرح کرد. براساس این قانون، تعداد ترانزیستورهای روی تراشه با فرض ثابت‌بودن مساحت تراشه پس از گذشت تقریباً دو سال دو برابر می‌شود. قانون مور از سال ۱۹۷۵ در صنعت تراشه مشاهده شده است؛ اما حدوداً از سال ۲۰۱۰ شرایط کمی تغییر کرد و این قانون کم‌کم به‌دست فراموشی سپرده شد.

پیشرفت صنعت تراشه به‌دلیل ذات محدودکننده‌ی فرایند تولید ترانزیستور تهدید می‌شود. مدت‌ها است که تحلیلگران از محدودیتی خبر می‌دهند که باعث مرگ قانون مور می‌شود. در همین راستا، پژوهشگران بسیاری تحقیقات خود را شروع کرده‌اند تا به‌دنبال راهکارهایی جایگزین برای ادامه‌دادن پیشرفت‌های صنعت تراشه باشند.

یکی از روش‌ها برای ادامه‌ی پیشرفت صنعت تراشه، جایگزینی سیلیکون با مواد اولیه‌ی دو‌بعدی است تا امکان ساخت ترانزیستورهای دو‌بعدی فراهم شود. متخصصان حوزه‌ی مواد دو‌بعدی می‌گویند این مواد به‌دلیل برخی خواص می‌توانند قدرت پردازشی را بهبودی چشمگیر و مصرف انرژی را نیز کاهش دهند.

گروه تحقیقاتی Intel CR مدتی پیش ۹ مقاله‌ی تحقیقاتی منتشر کرد که برخی از آن‌ها به استفاده از مواد اولیه‌ی دو‌بعدی اشاره می‌کنند. به‌عقیده‌ی اینتل، می‌توان از‌طریق این مواد اولیه تا سال ۲۰۳۰ پردازنده‌هایی ساخت که بیش از یک‌تریلیون ترانزیستور دارند.

گروهی بین‌المللی از دانشمندان می‌گویند سه مشکل اساسی را در مسیر تجاری‌سازی مواد اولیه‌ی دوبعدی برطرف کرده‌اند تا ساخت مواد دو‌بعدی در فرم تک‌کریستالی روی ویفرهای سیلیکونی امکان‌پذیر شود. یکی از این مشکلات، کنترل دقیق حرکت جنشی لایه‌های مواد دو‌بعدی و چالش مشکل کنترل تعداد لایه‌ها در مقیاس ویفر بود.

سانگ‌هوون بائه، یکی از اعضای ارشد پروژه و استاد مهندسی مکانیک و علوم مواد در دانشکده‌ی مهندسی مک‌کلوی در دانشگاه واشینگتن، می‌گوید نتایج تحقیقات او و همکارانش آثار گسترده‌ای روی صنعت تراشه می‌گذارد: «معتقدیم تکنیک ما می‌تواند تمامی یافته‌های عالی فیزیک مواد دو‌بعدی را به سطح تجاری‌ برساند؛ چون ساخت پیوندهای ناهمگون لایه‌به‌لایه را در مقیاس ویفر ممکن می‌کند.»

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره‌ی مشکلات ساخت تراشه با مواد اولیه‌ی دو‌بعدی، می‌توانید مقاله‌ی تحقیقاتی پژوهشگران را مطالعه کنید.