Melampaui Hukum Moore

Sirkuit terpadu silikon, yang digunakan dalam prosesor komputer, mendekati kepadatan layak maksimum transistor pada satu chip - setidaknya, dalam array dua dimensi.

Sekarang, tim insinyur di University of Michigan, AS, telah menumpuk lapisan kedua transistor secara langsung di atas chip silikon yang canggih.

Mereka mengusulkan bahwa desain mereka dapat menghilangkan kebutuhan untuk chip kedua yang mengkonversi antara sinyal tegangan tinggi dan rendah, yang saat ini berdiri di antara chip pemrosesan tegangan rendah dan antarmuka pengguna tegangan tinggi.

"Pendekatan kami dapat mencapai kinerja yang lebih baik dalam paket yang lebih kecil, lebih ringan," kata Becky Peterson, profesor teknik elektro dan ilmu komputer dan pemimpin proyek.

Hukum Moore menyatakan bahwa daya komputasi per dolar berlipat ganda kira-kira setiap dua tahun. Sebagai transistor silikon telah menyusut dalam ukuran untuk menjadi lebih terjangkau dan hemat daya, tegangan di mana mereka beroperasi juga turun.

Tegangan yang lebih tinggi akan merusak transistor yang semakin kecil. Karena itu, chip pemrosesan canggih tidak kompatibel dengan komponen antarmuka pengguna bertegangan tinggi, seperti panel sentuh dan driver layar. Ini perlu dijalankan pada tegangan yang lebih tinggi untuk menghindari efek seperti sinyal sentuhan palsu atau pengaturan kecerahan yang terlalu rendah.

"Untuk mengatasi masalah ini, kami mengintegrasikan berbagai jenis perangkat dengan rangkaian silikon dalam 3D, dan perangkat itu memungkinkan Anda melakukan hal-hal yang tidak dapat dilakukan oleh transistor silikon," kata Peterson.

FOTO : ISTIMEWA

Karena lapisan kedua transistor dapat menangani tegangan yang lebih tinggi, mereka pada dasarnya memberikan masing-masing transistor silikon interpreternya sendiri untuk berbicara dengan dunia luar. Ini mengatasi pertukaran saat ini menggunakan prosesor canggih dengan chip tambahan untuk mengkonversi sinyal antara prosesor dan perangkat antarmuka - atau menggunakan prosesor tingkat rendah yang beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi.

Tim Peterson mengelola ini dengan menggunakan semikonduktor yang berbeda, yang dikenal sebagai oksida logam amorf. Untuk menerapkan lapisan semikonduktor ini ke chip silikon tanpa merusaknya, mereka menutup chip dengan larutan yang mengandung seng dan timah dan memutarnya untuk membuat lapisan yang rata.

FOTO : ISTIMEWA

Selanjutnya, mereka memanggang chip sebentar untuk mengeringkannya. Mereka mengulangi proses ini untuk membuat lapisan seng-timah-oksida setebal 75 nanometer - sekitar seperseribu ketebalan rambut manusia. Selama pemanggangan terakhir, logam-logam tersebut berikatan dengan oksigen di udara, menciptakan lapisan seng-timah-oksida. pur/R-1