Nejmenší tranzistor na světě' je dlouhý 1 nm, ať jde fyzika k čertu

Velikost tranzistoru je důležitou součástí zdokonalování počítačové technologie. Čím menší jsou tranzistory, tím více se jich vejde na čip a tím rychlejší a výkonnější může být procesor. Proto je tak velkou novinkou, že tým z Lawrence Berkeley National Laboratory úspěšně sestrojil funkční 1 nanometr dlouhé tranzistorové hradlo, které je podle laboratoře nejmenším funkčním tranzistorem, jaký byl kdy vyroben.

Po léta se počítačový průmysl řídil Moorovým zákonem, který říká, že počet tranzistorů v polovodičovém obvodu se každé dva roky zdvojnásobí. Současná generace technologií využívá 14nm technologii, přičemž uvedení 10nm polovodičů se očekává v roce 2017 nebo 2018 u produktů, jako je řada Cannonlake společnosti Intel.

Při pohledu do budoucnosti se však Moorův zákon začíná dostávat do problémů. A těmi problémy myslím fyzikální zákony. Víte, zatímco 7nm uzel je technicky možné vyrobit z křemíku, za tímto bodem se dostanete do problémů, kdy se křemíkové tranzistory menší než 7 nm dostanou fyzikálně tak blízko k sobě, že u elektronů dochází ke kvantovému tunelování. Takže místo toho, aby zůstaly v zamýšleném logickém hradle, mohou elektrony neustále proudit z jednoho hradla do druhého, což v podstatě znemožňuje, aby tranzistory byly ve vypnutém stavu.

A zatímco společnosti jako Intel původně oznámily, že budou zkoumat jiné materiály pro výrobu 7nm a dalších polovodičů, výzkumný tým Berkeley Lab je předběhl a k vytvoření sub-7nm tranzistoru použil uhlíkové nanotrubičky a disulfid molybdenu (MoS2 ). MoS2 funguje jako polovodič a dutá uhlíková nanotrubička jako hradlo, které řídí tok elektronů.

Tento výzkum je zatím ve velmi rané fázi. Při 14 nm je na jedné destičce více než miliarda tranzistorů a tým laboratoře v Berkley zatím nevyvinul životaschopnou metodu hromadné výroby nových 1 nm tranzistorů, ani nevyvinul čip, který by je využíval. Jako samotný důkaz konceptu jsou však zdejší výsledky přesto důležité – nové materiály mohou i nadále umožnit zmenšování velikosti tranzistorů, a tím i zvyšování výkonu a účinnosti počítačů budoucnosti.