تعاني رقاقات السيلكون المستخدمة في معالجات الحواسيب من قيود مساحتها المحدودة، إذ تبلغ طاقتها القصوى من الترانزستورات رقاقة واحدة من المصفوفات المكونة من طبقتين، إلا أن هذا على وشك أن يتغير بعد أن نجح فريقٌ من المهندسين في جامعة ميشيغان في وضع طبقة أخرى من الترانزستورات على رقاقات سيلكون متطورة.
وذكر الفريق أن التصميم الجديد قد يغني عن استخدام رقاقة إضافية لنقل الإشارات بين رقاقات المعالجة ذات الجهد المنخفض وواجهات المستخدم ذات الجهد العالي. وقال بيكي بيترسون، أستاذ الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب وقائد المشروع «يحقق التصميم أداءً عاليًا بحجم ووزن أقل».
ويتوقع قانون مور، وهو عبارة مبنية على ملاحظة الواقع وليست قانونًا فيزيائيًا، أن القوة الحاسوبية التي نحصل عليها بسعر معين تتضاعف كل عامين، نتيجة انخفاض حجم الترانزستورات وزيادة كثافتها وانخفاض سعرها وانخفاض استهلاكها للطاقة، وكذلك فرق الجهد الكهربائي الذي تعتمد عليه.
تدمر فروق الجهد الكهربائي العالية الترانزستورات صغيرة الحجم، ولذا لا تستطيع رقاقات المعالجات المتطورة العمل مع واجهات الاستخدام ذات الجهد العالي، مثل شاشات اللمس والعرض، التي تحتاج إلى الجهد العالي كي تتجنب إشارات اللمس الكاذبة وإعدادات السطوع شديد الانخفاض.
وأعلن بيترسون أنه وفريقه تمكنوا من ابتكار رقاقات سيلكون ذات مصفوفات ثلاثية الأبعاد في الأجهزة لحل هذه المشكلة، وأثبتت فعاليتها.
وقال يونجباي سون، المؤلف الرئيس للدراسة والحائز على درجة الدكتوراه في الهندسة الكهربائية والحاسوبية «يساعد التصميم في تنفيذ وظائف عديدة برقاقات ذات حجم صغير».
استخدم الفريق نوعًا جديدًا من أشباه الموصلات تسمى أكاسيد المعادن غير المتبلورة. وغطّى رقاقة السيلكون بطبقة من محلول الزنك والقصدير كي لا تتضرر الرقاقة خلال تثبيت طبقة أشباه الموصلات.
ورفع الفريق درجة حرارة الرقاقة كي تجف وكرروا العملية حتى أصبحت ثخانة طبقة الزنك والقصدير نحو 75 نانومتر. ويتحد الأكسجين مع الزنك والقصدير خلال عملية التسخين فيكون أكسيد الزنك وأسيد القصدير.
واستخدم الفريق أكسيدي الزنك والقصدير لإنتاج ترانزستورات نحيفة تتحمل جهد كهربائي عالٍ مقارنة مع طبقة السيلكون الموجودة تحتها والتي خضعت للاختبار كي يتأكد الفريق من فعاليتها.
ووصّل الفريق طبقة الترانزستورات بطبقة السيلكون لإنتاج دارات إلكترونية تستخدم في تطبيقات مفيدة.
إضافة تعليق جديد