Toshiba: Pierwszy chip z nanorurkami

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda wraz z inżynierami Toshiby jako pierwsi na świecie zaprezentowali krzemowy układ scalony, który zamiast miedzianych połączeń wykorzystuje nanorurki węglowe.

Po raz pierwszy w historii przez nanorurki przesłano cyfrowe sygnały z częstotliwością 1 gigaherca. Dotychczas mieliśmy tylko nadzieję, że będzie to możliwe, ale żadnego dowodu - powiedział Philip Wong, profesor na Wydziale Inżynierii Elektrycznej Uniwersytetu Stanforda.

Prace akademików pozwolą na przedłużenie ważności Prawa Moore'a. Zakłada ono, że co dwa lata liczba tranzystorów w układzie scalonym będzie się podwajała. Ciągle udaje się spełniać ten warunek, jednak upakowanie coraz mniejszych elementów wymaga stosowania coraz cieńszych połączeń między nimi. Istniają obawy, że wkrótce powszechnie stosowana miedź przestanie wystarczać.

Gael Close i Philip Wong oraz Shinichi Yasuda, Shinobu Fujita i Bipul Paul z Toshiby stworzyli matrycę składającą się z 256 oscylatorów pierścieniowych. Dodali do nich kolejne obwody, które umożliwiły wybiórcze przeprowadzanie operacji na każdym z oscylatorów. W sumie układ scalony składał się z 11 000 tranzystorów umieszczonych na powierzchni 6,5 milimetra kwadratowego.

Podczas projektowania układu, przy każdym z oscylatorów pozostawiono jedno wolne połączenie. Kość została wykonana tradycyjnymi technikami w TSMC, a następnie Close i koledzy uzupełnili brakujące połączenia metalizowanymi nanorurkami. Co ważne, nie były one specjalnie przygotowywane, ale skorzystano z usług jednego z komercyjnych producentów. Każda z nanorurek miała 50-100 nanometrów średnicy i około 5 mikrometrów długości.

Nanorurki różniły się jakością, ale ostatecznie udało się połączyć 19 oscylatorów. Każda z nanorurek była umieszczona bezpośrednio na tranzystorze, dzięki czemu maksymalnie zmniejszono opór, co pozwoliło na przesłanie sygnału z częstotliwością 1,02 GHz.

Akademicy mówią, że nie należy się spodziewać, by układy scalone z nanorurkami trafiły w najbliższym czasie na rynek. Trzeba włożyć jeszcze sporo pracy zarówno w produkcję nanorurek o odpowiednich parametrach i projekt samego układu.

Nanorurki wykorzystane w prototypie były dość duże (były wielkości obecnie używanych połączeń miedzianych) i nie charakteryzowały się odpowiednią czystością.

Zrobiliśmy znaczący krok, ale to prototyp - mówi Close. Przemysł od dawna czekał na jego stworzenie, by móc naprawdę posuwać się naprzód - dodaje.

Mariusz Błoński


Wersja do druku

22.02.2008 r.

Blu-ray wygrał bitwę, nie wojnę, 9:49

Microsoft dzieli serwery, 9:46

22.02.2008 r.

Vista SP1 niekompatybilna z oprogramowaniem, 12:39

AMD, Intel i NVIDIA pozwane za patenty, 12:40