Современные полупроводниковые чипы обладают фундаментальной неэффективностью: данные постоянно перемещаются между отдельными блоками памяти и вычислений. Этот процесс требует времени и значительных энергозатрат, особенно при работе требовательных нейросетей. Альтернативой служит нейроморфная архитектура, имитирующая работу биологического мозга, где эти функции неразделимы.

Сегнетоэлектрические полевые транзисторы (FeFET) давно называют идеальными кандидатами для решения таких задач, поскольку объединяют функции накопления данных с вычислениями. Однако их применение сдерживало высокое рабочее напряжение (около 1,5 В) по сравнению с современными логическими схемами, работающими при напряжениях ниже 0,7 В. Процессы записи и стирания были энергоемкими.

Команда ученых из Пекинского университета и Китайской академии наук преодолела это ограничение, создав новую структуру транзистора. Используя передовые технологии, они уменьшили затвор до 1 нанометра, — это меньше ширины молекулы ДНК — что потребовало атомарной точности изготовления.

Новая структура обеспечивает формирование электрического поля через сегнетоэлектрический слой, позволяя работать при напряжении всего 0,6 В — ниже современного стандарта логических схем. Энергопотребление составляет около одной десятой от традиционных FeFET при времени отклика всего 1,6 наносекунды, сообщает SCMP.

Запатентованная Пекинским университетом технология обещает не только повысить энергоэффективность центров обработки данных и высокопроизводительных чипов, но и открывает путь к созданию узлов субнанометрового масштаба.

Кремниевые транзисторы достигли предела физических возможностей уменьшения, но команда ученых из Японии хочет переписать правила. Из легированного галлием оксида индия они создали передовой транзистор с использованием новаторской структуры кругового затвора (gate-all-around).