世界最小'のトランジスタは長さ1nm、物理なんて関係ない

トランジスタのサイズは、コンピュータ技術の向上にとって重要な部分です。 トランジスタが小さければ小さいほど、より多くのチップを搭載することができ、プロセッサをより速く、より効率的にすることができるのです。 ローレンス・バークレー国立研究所のチームが、長さ 1 ナノメーターの機能的なトランジスタ ゲートの構築に成功したことは、大きなニュースです。 現世代のテクノロジーは 14nm スケールのテクノロジーを使用しており、10nm 半導体は Intel の Cannonlake ラインなどの製品で 2017 年または 2018 年にリリースされる予定です。

しかし、将来を見ると、ムーアの法則は問題に直面し始めています。 トラブルというのは、物理の法則のことです。 7nm ノードは技術的にはシリコンで製造可能ですが、それ以降は、7nm より小さいシリコン トランジスタが物理的に接近しすぎて、電子が量子トンネルを起こすという問題に直面します。 そのため、電子は意図したロジックゲートにとどまるのではなく、あるゲートから次のゲートへと絶えず流れ、本質的にトランジスタがオフ状態になることは不可能になります。

また、インテルなどの企業は当初、7nm 半導体やそれ以上のものを製造するために他の材料を研究すると発表しましたが、バークレー研究所の研究チームは、カーボン ナノチューブと二硫化モリブデン (MoS2 ) を使用して 7nm 以下のトランジスタを作り、先手を打ったのです。 MoS2 が半導体として機能し、中空のカーボン・ナノチューブが電子の流れを制御するゲートとして機能するのです。 14nmでは、1つのダイに10億個以上のトランジスタが搭載されており、バークレー研究所のチームは、新しい1nmトランジスタを大量生産する実行可能な方法をまだ開発しておらず、それを使ったチップの開発さえもできていないのである。 しかし、コンセプトの証明としてだけでも、今回の結果は重要です。新しい材料によってトランジスタのサイズを小さくし続けることができ、それによって未来のコンピュータの電力と効率が向上するのです。