Pekin Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, transistör teknolojisinde devrim niteliğinde bir gelişme duyurdu. Geliştirilen yeni teknoloji, ticarileştirilmesi halinde mikroişlemci dünyasında yön değişikliğine yol açabilir. Bu yenilik, tamamen silikon içermeyen ve iki boyutlu bir malzeme olan bizmut oksiselenid (Bi₂O₂Se) tabanlı transistörlere dayanıyor.
Silikona Veda mı Geliyor?
Yeni transistör, günümüzün FinFET mimarisinin aksine tam kaplama kapı (Gate-All-Around ya da GAAFET) tasarımıyla dikkat çekiyor. Bu yapı sayesinde kapı (gate), kaynak (source) çevresini tamamen sararak daha verimli bir kontrol sağlıyor. Bu da enerji sızıntısını azaltıyor ve performansı artırıyor.
Araştırma sonuçları Nature Materials dergisinde yayımlandı ve ilk testler, yeni teknolojinin mevcut silikon tabanlı 3nm çiplere göre %40 daha hızlı çalıştığını, %10 daha az enerji tükettiğini ortaya koydu. Bu rakamlar doğruysa, Intel, TSMC ve Samsung gibi devlerin mevcut işlemcilerinin ötesine geçilebilir.
“Bu, şimdiye kadarki en hızlı ve en verimli transistör.”
Pekin Üniversitesi tarafından yapılan açıklamada, yeni transistörün “şimdiye kadar geliştirilen en hızlı ve en verimli” transistör olduğu vurgulandı. Üstelik testler, ticari çiplerde kullanılan standartlara uygun olarak gerçekleştirildi.
Projenin başındaki isim olan Prof. Peng Hailin, gelişmeyi şöyle özetliyor:
“Mevcut malzemelerle yapılan iyileştirmeler kestirme bir yolsa, 2D malzemelerle geliştirdiğimiz bu transistörler tamamen şerit değişimi anlamına geliyor.”
Yeni Malzeme, Yeni Mimarî
Yeni transistör mimarisi, geleneksel dikey FinFET yapısından farklı olarak birbirine köprü gibi bağlanan yatay katmanlara dayanıyor. Bu da özellikle 3nm altı üretim teknolojilerinde yaşanan fiziksel sınırlamaların aşılmasına olanak tanıyor. Yeni yapı, Bi₂O₂Se yarı iletkeni ve Bi₂SeO₅ dielektrik malzemesiyle üretiliyor. Bu malzemeler, düşük yüzey enerjileri sayesinde elektron hareketini neredeyse sıfır dirençle mümkün kılıyor.
“Bu, suyun pürüzsüz bir borudan akması gibi,” diyor Prof. Peng.
Ayrıca, araştırmacılar bu transistörlerin mevcut yarı iletken üretim altyapısıyla üretilebileceğini belirtiyor. Bu da endüstriyel entegrasyonu oldukça kolaylaştırabilir.
Bu gelişme, yalnızca mobil cihazları ve dizüstü bilgisayarları değil, aynı zamanda tüm yarı iletken endüstrisini derinden etkileyebilir. Çin’in bu alandaki teknolojik atağının, önümüzdeki yıllarda küresel rekabeti nasıl şekillendireceği merakla bekleniyor.
