На протяжении десятилетий полупроводниковая промышленность полагалась на простое правило: уменьшить размер транзистора, чтобы уместить большее их количество на плоской поверхности. Однако эта стратегия приближается к пределу, за которым квантовые эффекты и рост производственных затрат делают дальнейшую миниатюризацию невозможной.

Исследователи из Научно-технического университета короля Абдаллы (KAUST) полагают, что решение заключается не в уменьшении размеров, а в вертикальном подходе, то есть в послойной укладке схем. Однако это сопряжено с серьезными трудностями. Традиционное производство микросхем требует высоких температур, которые могут повредить нижние слои, а выравнять несколько слоев с идеальной точностью крайне сложно. Поэтому до сих пор количество эффективно уложенных друг на друга слоев не превышало двух.

Чтобы преодолеть эти трудности, исследователям пришлось полностью переосмыслить процесс создания микрочипов. Они разработали технологию, в которой ни один этап не требует температуры, превышающей 150 градусов по Цельсию. Этот подход предотвращает повреждение нижележащих слоев при добавлении новых.

Каждый слой чипа содержит крошечные транзисторы, обрабатывающие электрические сигналы. Некоторые из них изготовлены из неорганических материалов (оксида индия n-типа), а другие — из органических соединений. Эти материалы, объединенные в единую структуру, создают гибридную архитектуру КМОП. Кроме того, команда усовершенствовала способ подготовки и соединения каждой поверхности, обеспечив эффективную передачу электрических сигналов между слоями, пишет IE.

В результате получился чип с шестью активными слоями — в три раза больше, чем у существовавших ранее гибридных КМОП-структур. В испытаниях он продемонстрировал стабильную работу и энергетическую эффективность, доказав, что вертикальное стекирование может обеспечить более высокую производительность без перегрева и электрических помех.

«В разработке микрочипов главное — уместить больше мощности на меньшем пространстве. Усовершенствуя несколько этапов производства, мы создали основу для вертикального масштабирования и повышения функциональной плотности, значительно превосходящего современные возможности», — сказал Сараванан Ювараджа, ведущий исследователь.

По словам исследователей, это не просто технический прорыв, а предвестник новой архитектуры для интеллектуальных электронных устройств, носимых устройств и медицинских приборов.

Исследователи из США разработали новую технологию для создания сверхкомпактных микрочипов. Ее суть — в использовании металлоорганических материалов, которые эффективно работают с мощным излучением за пределами экстремального ультрафиолетового диапазона.