![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
(no subject)
Sep. 10th, 2010 07:50 amСегодня Л. пришёл в аську и говорит — “в UCLA научились делать графеновые транзисторы с частотой переключения > 300 GHz! Это что, у нас скоро процессоры на таких скоростях работать будут?”
Читал, — говорю, — про эти транзисторы, но вот обрадовать не могу. Ничего радикально нового в этой частоте самой по себе нет. Ещё в 2006 IBM показывала кремниевогерманиевые транзисторы с частотой переключения 500 GHz (при адском охлаждении, правда). Транзисторы на базе InP/InGaAs вообще умеют 765 GHz при комнатной температуре (845 GHz при охлаждении до -55 °C), это результат UIUC 2008 года, а полутерагерцовые транзисторы такого типа вообще производятся мелкосерийно. Непригодные на данный момент для логических схем HEMT-транзисторы вообще умеют работать на частотах от до 3 THz. На таких транзисторах работают усилители сигнала в современных сотовых телефонах. Беда не в том, что у нас транзисторы медленные, беда в теплоотводе и энергопотреблении, в технологии производства, в требуемом количестве редких и дорогих веществ, требуемых для производства. Это типичнейшая ситуация для любой индустриальной технологии: у каждого подхода плюсы и минусы, со всех сторон разные технологические сложности. Затыкаешь дыру в одном месте — рвётся в другом.
Вот к примеру нынче умеют делать белые светодиоды, близкие к идеалу по спектру! Однако для их производства требуется редкоземельный метал, разведанные запасы которого на земле крайне ограничены. Если мы начнём тратить его на светодиоды и по горячке (в рамках какой-нибудь очередной государственной программы безмозглых Зелёных) менять на них все лампочки, мы в два счёта истратим все запасы и, когда он кончится, будем сосать лапу и кусать локти. Аналогичный случай — очень хорошие солнечные батареи, технология производства которых, однако, столь сложна и энергоёмка, что они за срок своей службы не окупаются не только финансово (этого-то во многих странах никто не заметит, благодаря государственным субсидиям, устроенным зелёными), но и энергетически/экологически.
Этот графеновый транзистор, про который в Nature написали, изготовлен, к сожалению, по совершенно немасштабируемой технологии. Пока аналогичные ему по качеству не научатся делать при в миллиардных количествах, никакого практического значения это иметь не будет. 100 GHz-овый графеновый транзистор, сделанный в конце этой зимы IBM имеет гораздо бóльшее значение, т.к. изготовлен при помощи массовой и распространённой технологии.
Гораздо интереснее, на самом деле, безпереходные транзисторы (JNT), потому что в них нет утечек тока, которые являются основным бичом современной технологии и приводят к огромным проблемам с теплоотводом. Первый такой был изготовлен в начале весны сего года в Tyndall National Institute. Сначала, по всей видимости, нас ждёт переход с MOSFET-ов на FinFET-ы (последние уже практически готовы), а вот дальше, за 16-нанометровым порогом возможно править балом будут как раз JNT.
В более далёком будущем, видимо, первенство будет за баллистическими транзисторами и спинтроникой.
Читал, — говорю, — про эти транзисторы, но вот обрадовать не могу. Ничего радикально нового в этой частоте самой по себе нет. Ещё в 2006 IBM показывала кремниевогерманиевые транзисторы с частотой переключения 500 GHz (при адском охлаждении, правда). Транзисторы на базе InP/InGaAs вообще умеют 765 GHz при комнатной температуре (845 GHz при охлаждении до -55 °C), это результат UIUC 2008 года, а полутерагерцовые транзисторы такого типа вообще производятся мелкосерийно. Непригодные на данный момент для логических схем HEMT-транзисторы вообще умеют работать на частотах от до 3 THz. На таких транзисторах работают усилители сигнала в современных сотовых телефонах. Беда не в том, что у нас транзисторы медленные, беда в теплоотводе и энергопотреблении, в технологии производства, в требуемом количестве редких и дорогих веществ, требуемых для производства. Это типичнейшая ситуация для любой индустриальной технологии: у каждого подхода плюсы и минусы, со всех сторон разные технологические сложности. Затыкаешь дыру в одном месте — рвётся в другом.
Вот к примеру нынче умеют делать белые светодиоды, близкие к идеалу по спектру! Однако для их производства требуется редкоземельный метал, разведанные запасы которого на земле крайне ограничены. Если мы начнём тратить его на светодиоды и по горячке (в рамках какой-нибудь очередной государственной программы безмозглых Зелёных) менять на них все лампочки, мы в два счёта истратим все запасы и, когда он кончится, будем сосать лапу и кусать локти. Аналогичный случай — очень хорошие солнечные батареи, технология производства которых, однако, столь сложна и энергоёмка, что они за срок своей службы не окупаются не только финансово (этого-то во многих странах никто не заметит, благодаря государственным субсидиям, устроенным зелёными), но и энергетически/экологически.
Этот графеновый транзистор, про который в Nature написали, изготовлен, к сожалению, по совершенно немасштабируемой технологии. Пока аналогичные ему по качеству не научатся делать при в миллиардных количествах, никакого практического значения это иметь не будет. 100 GHz-овый графеновый транзистор, сделанный в конце этой зимы IBM имеет гораздо бóльшее значение, т.к. изготовлен при помощи массовой и распространённой технологии.
Гораздо интереснее, на самом деле, безпереходные транзисторы (JNT), потому что в них нет утечек тока, которые являются основным бичом современной технологии и приводят к огромным проблемам с теплоотводом. Первый такой был изготовлен в начале весны сего года в Tyndall National Institute. Сначала, по всей видимости, нас ждёт переход с MOSFET-ов на FinFET-ы (последние уже практически готовы), а вот дальше, за 16-нанометровым порогом возможно править балом будут как раз JNT.
В более далёком будущем, видимо, первенство будет за баллистическими транзисторами и спинтроникой.
