טרנזיסטורי הRF מבוססי הגרפן אמורים להביס במהירותם את הטרנזיסטורים המהירים ביותר בשיטת גליום ארסנייד, ולסלול את הדרך לאלקטרוניקה מהירה ומסחרית מבוססת פחמן.
טרנזיסטורי ה-RF מבוססי הגרפן אמורים להביס במהירותם את הטרניזסטורים המהירים ביותר בשיטת גליום ארסנייד, ולסלול את הדרך לאלקטרוניקה מהירה ומסחרית מבוססת פחמן.
“כבר נטענו טענות יוצאות דופן באשר ליכולתו של הגרפן לשימושים יום יומיים בטרנזיסטורים, אך זו ההדגמה הראשונה של טרנזיסטור RF מבוסס גרפן שנבנה בתנאים הטכנולוגיים הרלוונטיים ובקנה המידה הנכון” אומר עמית יבמ פנדון אבוריס, האחראי על מאמצי פיתוח החומרים מבוססי פחמן במעבדות יבמ ביורקטאון הייטס, ניו יורק.
טרנזיסטורי הRF מגרפן נוצרו עבור סוכנות הפרויקטים המתקדמים של משרד ההגנה במסגרת תוכנית אלקטרוניקת פחמן ליישומי RF (CERA).
קצב השידור מהיר פי 4 מההדגמות הקודמות. הטרניזסטרוים יצרו על הווייפר תוך שימוש בתהליך גידול גרפן התואם לתהליך שבו משתמשים בטרנזיסטורי סיליקון. CERA מתכננת לשלב את טרנזיטורי הגרפן במקום טרנזיסטורי גליום ארסנייד המשמשים כיום במערכות התקשורת הצבאיות.
פרוסות הגרפן נוצרות באמצעות נטילת פרוסות של פחמת סיליקון (SiC) הנמכר באורח מסחרי, ולאחר מכן שריפת שכבת הסיליקון העליונה בתהליך המכונה פירוק תרמי. התוצאה הינה שכבה בודדת של גרפן על פני השטח שאחרת היו רק מבודדים. לאחר מכן הוטבעו התבניות של טרנזיסטורי הגרפן באמצעות ארכיטקטורת metal top-gate ולאחר מכן בודדה שכבת הגרפן במקומות הנדרשים לכך ע”י פולימר.
לטרנזיסטור הגרפן ביצועים חזקים פי 2 מאשר לסילקון בעל אותו אורך שער (100 גיגהרץ בגרפן לעומת 40 גיגהרץ בסיליקון).
רוחב השער היה 240 ננומטר, גדול פי 10 מהשער הקטן ביותר האפשרי בטכנולוגיות הליטוגרפיה הקיימות (פחות מ-35 ננומטר). באמצעות ביצוע אופטימיזציה של התהליך כדי להגדיל את התעבורה ולהקטין אורך השער, מתכוונת יבמ להגדיל את מהירות טרנזיסטורי הגרפן עד ל-1 טרהרץ, המטרה של תוכנית CERA.
16 תגובות
מויש-
הטרנזיסטור הזה כמיועד ליישומי RF ולא למחשבים.
הוא גדול מדי
זה שהשער פועל ב100 גיגה הרץ לא אומר שהמחשב ירוץ על 100 גיגה הרץ
כל פעולה בסט הפעולות של המחשב בנויה ממספר פעולות של שערים
לעורך: קצת הגהה לא תזיק.
בפסקה שלישית: יוצאות ולא יוצאוד.
ניתן לעשות הגהה אנושית או להשתמש בבודק האיות של הוורד.
ואם אני יכל להבחין בטעויות אז כל אחד יכל.
תודה בולי. תוקן
פעם ראשונה שאני נכנס לאתר זה. וזו הכתבה הראשונה שקראתי כאן. התאכזבתי מכמות טעויות ההקלדה שנפלו כאן. הייתי מצפה לרמה יותר גבוהה.
דוגמאות:
טרניזסטורים
טרניזטורי
סילקון
יוצאוד דופן
אורך שערך
לakexd9 כמו כן: לא – טרנזיסטור מגרפן באותו גודל כמו סיליקון או סיליקון גרמניום מהיר הרבה יותר.
הסיבה שנעשה שימוש בטכנולוגיה שנקראת hetero-junction/structure ובעברית מבנה מעורב.
גם בשבבי אינטל נעשה בלוגיקת ה בס לדעתי (אנני עובד אינטל) שימוש כזה אלא שבסיליקון-גרמניום הביצועים מוגבלים מסיבות שלא נפרט. ניתן לדמות מיבנה מעורב ל2 פרוסות לחם ובאמצע מימרח שוקולד.האטומים המזהמים תורמי אלקטרוני ההולכה מוכנסים לפרוסות הלחם. הרמה האנרגטית במימרח השוקולד נמוכה יותר ולכן אלקטרוני ההולכה עוברים לשם. אם ממקמים סוללה בניצב לדף, כלומר האלקטרון נע בניצב לדף לאורך המימרח – היות ואין יונים מזהמים מושכים, המרחק הממוצע שהוא מאיץ גדול בהרבה מחומר מוליך למחצה רגיל – ששם האלקטרונים מאיצים מתנגשים ביונים המזהמים שמהם נתרמו ונעצרים. ההסבר קלסי – החישוב סמי-קלסי או קוונטי.
כתוצאה מכך מהירות ממוצעת של האלקטרונים גבוהה אפילו פי 100 ממהירותם במוליך למחצה מחומר אחד: סיליקון למשל. חשמלאים מודדים זאת בפרמטר הנקרא מקדם המוליכות.
אם מהירות חציית טרנזיסטור גבוהה יותר, התדר שניתן לשנות בו מידע גבוה באותו שיעור. לכן בחומר
כמו GAAS ברוחב תעלת טרנזיסטור עשרות מיקרונים מגיעים לתדרים מאות GHZ ואילו בטרנזיסטור סיליקון עם חלקי מיקרון רק ל 3GHZ.
היתה בשעתו כתבה באתר על מבנים מעורבים – גם שם ההסבר האינטואיטיבי היה סביר אך ניתן לשיפור.
בהשלמה לדברים הנכונים של ערן M
חשיבות הניסוי שעד היום העולם התחלק לשניים: שבבי סיליקון למחשבים (עם קצת גרמניום) – חומר זול, ושבבי Galium Arsenid – חומרים יקרים ליישומי RF ואלקטרואופטיקה נבחרים. בסיליקון כבר שנים מדשדשים עם התדר ב 3GHZ ואילו ב GaAs ב 150GHZ כבר 10-15 שנים.
כאן לראשונה נפתח צוהר להאיץ את מהירות העיבוד בשבבים קונוונציונלים. בעיה שמתעוררת וחוסמת מזעור נוסף בסיליקון – ההספק עולה כמו ריבוע תדר ההפעלה. לפיכך שבב סיליקון יישרף ב 100MHZ ואם רוצים להפעילו ב 4GHZ מקררים אותו עם חנקן. בכ"ז הנוירונים במוחינו מחומרים מבוססי פחמן וכמות העיבוד המקבילי בהם רבה להדהים. איננו נשרפים. ייתכן ובגרפן – ההספק אינו שורף את השבב.
כמו כן ברור שאין בעית הדפסת מעגלים מוכללים כמו GAAS וייתכן וההספק נפתר גם.
באם לא נפתרת בעית ההספק, כשברור שנפתרה כאן1) בעית עלות החומר, 2) יכולת המיזעור לעומת GAAS – ימשיכו לעבוד על עיבוד מקבילי של מאות יחידות עיבוד במקביל.
זה גרפן במובן גראפן או גראפן במובן גרפן?
לאלכס 7:
התשובה לרוב השאלות שלך:לא ברור, ואפילו החוקרים יתקשו לתת לך תשובות טובות.
באופן כללי מבחינה תיאורטית ישנם ניסויים, וחלקם אף פורסמו באתר זה שמבחינה תיאורטית אפשר להגיע למהירויות של עד 100 מהיום, על ידי שימוש בגרפן. גם תזכור שמעבדי אינטל סטנדרטיים עובדים בכמה גיגה הרצים בודדים.
כתבה לא מובנת כל כך: מה חשיבות של 100 גיגהרץ? האם הטרנזיסטורים על בסיס גרפן מהירים פי 2 מטרנזיסטור קיימים וזאת מגבלה תאורטית או שהם יכולים להיות מהירים אפילו יותר? האם זה אומר שאם נצליח ליצור מעבד מטרנזיסטורים בגדלים של 35 ננומטר על בסיס גרפן, הם יהיו מהירים פי שניים בדיוק ממעבדים הקיימים בטכנולוגיה עכשווית בגודל 35 ננומטר?
מה לגבי הקטנת הטרנזיסטורים על בסיס גרפן, מי עוסק בנושא ומה הציפיות מתי זה יקרה אם בכלל?
סוף סוף חידוש טכנולוגי משמעותי לפתיחת המילניום.
עד שהתלהבתי מזה שאינטל רוצה לייצר ב 11 ננומטר, עכשיו מדברים על זה?
מה הפלא שנהיינו אדישים לחידושים 🙂
אהה, אז זה מתכון לסנדוויצ’ים
תודה יגאל,
אמרתי לעצמי שאני אגיע לסוף הכתבה אשאל למהות המילה.
חסכת לי.
תודה ליגאל (1). התחלתי לתהות למה התכוון
המשורר בליזובסקי.
וויפר (wafer) = פרוסה (עברי-דבר עברית!)