Один транзистор вместо четырёх: прорыв в микроэлектронике
Учёные из Южной Кореи разработали новый тип полупроводникового транзистора, который способен выполнять задачи, для которых сегодня требуется сразу несколько электронных компонентов. Такая технология может помочь создавать более компактные, быстрые и энергоэффективные микросхемы для искусственного интеллекта, носимой электроники и будущих 3D-чипов.
Современные процессоры содержат миллиарды транзисторов, и чем сложнее задачи, тем больше элементов требуется для обработки сигналов. Исследователи из Пхоханского университета науки и технологий решили пойти другим путём: не просто увеличивать количество транзисторов, а сделать каждый элемент более функциональным.
Для создания нового устройства использовали оксид цинка и теллур. Эти материалы позволяют формировать полупроводниковые слои при температурах до 200 °C, что особенно важно для многослойных микросхем. При слишком высоком нагреве нижние слои чипа могут повреждаться, а низкотемпературный процесс открывает путь к более сложным 3D-структурам.
Главная особенность нового транзистора — необычное поведение тока. В обычной электронике при росте напряжения ток обычно увеличивается. В новом устройстве в определённый момент ток временно уменьшается, причём такой переход удалось получить дважды в рамках одного транзистора. Благодаря этому один элемент может выполнять более сложную обработку сигнала.
Чтобы показать возможности технологии, учёные собрали схему учетверения частоты сигнала. В классической электронике для такой задачи потребовалось бы четыре транзистора, а новый подход позволил справиться всего одним. В результате число необходимых транзисторов сократилось на 75%, а объём обработки данных за один цикл вырос в четыре раза.
Если технологию удастся масштабировать, она может стать важной для ИИ-чипов, умных часов, наушников, датчиков, компактной электроники и будущих трёхмерных микросхем, где особенно важны экономия места и энергоэффективность.
