【半導体】ムーアの法則の限界を突破する「金属-空気トランジスタ」が半導体を置き換える可能性［12/03］
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「ムーアの法則」の限界がささやかれている半導体に代わって、新たに「Metal-Air Transistor(金属-空気トランジスタ)」と呼ばれる技術が開発されています。金属-空気トランジスタが実現することで、ムーアの法則はあと20年間は維持されると言われています。
Metal–Air Transistors: Semiconductor-Free Field-Emission Air-Channel Nanoelectronics - Nano Letters (ACS Publications)
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b02849
New Metal-Air Transistor Replaces Semiconductors - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/devices/new-metalair-transistor-replaces-semiconductors
Intel創業者のゴードン・ムーア氏が提唱した、「半導体集積回路のトランジスタ数は18カ月(のちに2年に修正)ごとに倍増する」という経験則は、半導体産業全体で開発目標とされ、その通りに微細化技術が開発されて半導体の性能が向上してきました。しかし、回線幅が原子レベルに近づく中、ムーアの限界を維持することは困難になり、ムーアの法則は遅くとも2025年に物理的限界に達して実現不可能になるという状態になっています。
そんな中、オーストラリアのRMIT大学の研究者が、金属ベースの空気チャンネルトランジスタ(ACT)を開発しました。ACTは電荷ベースの半導体とは違い、35ナノメートル未満のエアギャップ(空気層)によって分離したソースとドレインそれぞれの対面式金属ゲートを使うことで、基板から垂直方向にトランジスタネットワークを構築する技術だとのこと。エアギャップは空気中の電子の平均自由行程よりも小さいので、電子は飛散することなく室温中で空気中を移動することができます。
微細化の追求を止め、立体構造にフォーカスを当てることで、ACTでは単位面積当たりのトランジスタ数を増加させることができます。ACTを開発中のシュルチ・ニランター博士は、「シリコンバルクに縛られたこれまでのトランジスタと異なり、私たちの開発するデバイスは、基板からボトムツートップで製造できるアプローチです。最適なエアギャップを作ることさえできれば、完全な3Dトランジスタネットワークを構築できます」と述べています。
トランジスタの主材料に、半導体ではなく金属と空気を用いることは、エミッタやコレクタを敷き詰めるのが1つのプロセスで可能な点、既存のシリコン製造プロセスをACTの製造に流用できる点、ドーピング・熱処理・酸化などのシリコン半導体で不可欠な処理が不要なため、処理工程が半導体に比べて大幅に少なくなり、製造コストを大幅に削減できる点などでも大きなメリットがあるとニランター博士は強調しています。
その上、シリコンを金属で置き換えることで、どんな誘電体表面にもACTを作ることができる可能性があり、超薄型のガラスやプラスチックにデバイスを構築することで柔軟で体に着用できる技術にも応用できると期待されています。
ACTについて研究者らは概念実証を終えたため、今後は様々なソース＋ドレイン構成をテストするステップに進むとのこと。より耐久性のある材料を使って安全性を高め、コンポーネントの効率を向上させるために、リソグラフィや成膜の技術や、ベースとなる金属の選定が行われる予定です。なお、ACTの理論速度は、現在の半導体デバイスが動作するスピードの約1万倍となるTHz(テラヘルツ)の領域にあるとのことで、これから10年間で商用レベルの電解放出空気チャンネルトランジスタを開発するという比較的、余裕のあるロードマップを描いているそうです。
https://i.gzn.jp/img/2018/12/03/metal-air-transistor/a02_m.jpg
GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181203-metal-air-transistor/ 「結婚はエラい、子供がいればもっとエライ」と思う人へ...4ページのマンガが'話題
http://www.co.showusyacups.com/19.html 別に大声で言わずに、作ってくれたら良いだけなんだが... ２年毎に１０％程度しか性能向上してないような印象。 特異点詐欺師とコラボして
1THz(1テラヘルツ)で動作する
AIロボットを造ってにゃん。 アメリカからの大体同じ提案を既に聞いた事がある。さすがはオージー
真空管への先祖がえりみたいなもの
取りあえず実物を作ってもらおうか サンドイッチマンの富澤たけし 「ちょっと何言ってるか分からない」 よくわからんけど、空気の層を作って多層階建てのトランジスタを作るってこと？ 亡くなってしまったが、
ブルースと出会い、紆余曲折をえて、最後に行き着いたのが
結局ブルースであった。
半導体も、最後は元の真空管になるという法則なのか？ 実用化してからニュースにしろ
ハゲ治療薬報道で懲りたわ 動作周波数がそのレベルまでいくと
１サイクルで電子が移動できる距離が非常に短くなる
そういう意味での限界とか
発生する熱の問題とか
そのあたりは大丈夫なのだろうか？
というのは、先走りすぎな心肺なのかな 平面状のものなら微細なものでもつくれそうだけど
立体状のもので微細な回路をつくるのって難しそう
３Ｄプリンターだってそんな細かい物そこまでの精度でつくれないだろうし 10年前のPCが現役でラクラク使える時代だもんなあ 実験的に一つ二つ作るのと違って、高集積化して作るのとても難しいと思うよ １０年とか待てないなIntelが買収して開発加速してくれないかな 立体になるとヒートシンクをウニみたいにつけるのか？ 似たような技術で既に実用化されてintel, ibm, sony, (amd)が製品に使っているFD-SOIではいかんのかね
intelはFD-SOIならムーアの法則でいけると言っている スポンジみたいなスカスカの構造ってことでしょ
押したらつぶれて壊れるんちゃうの ギャップをどうやってchannelにするんだろう？
幅を機械的に動かす訳じゃないだろうし ＞現在の半導体デバイスが動作するスピードの約1万倍となるTHz(テラヘルツ)の領域に
1000倍じゃなくて？ >>29
真空管も思い浮かんだが、キヤノン・東芝のSED（surface-conduction electron-emitter
display 表面伝導型電子放出素子ディスプレイ）も思い出した。 cpuの設計がますます大変な事になりそう。
gpuはモリモリ性能upするかもしれんが。 商品化する時は窒素やアルゴンなんかを封入した密閉構造に
するのだろうな。湿度の高い日本の夏のような気候に
開放構造で何年も耐えられるとは思えない。 現状でも、すでに立体構造だろ
「空気」ってなによ。
窒素、酸素、二酸化炭素、などなどの混合物ですよ。
混合物を使って、正常な動作保証できるわけない。 Nanoscale vacuum-channel transistor
https://en.wikipedia.org/wiki/Nanoscale_vacuum-channel_transistor
> The concept of using field-emitted electron beam in a diode was
> first mentioned in a 1961 article by Kenneth Shoulders.
半導体に取って代わられた真空管に復権の兆し、
超高速のモバイル通信＆CPU実現の切り札となり得るわけとは？
https://gigazine.net/news/20140626-nasa-vacuum-transistor/
> 「真空チャネルトランジスタ」を、現在、NASAが開発中で、これによって
> 数百Gbpsの超高速無線通信が実現したり、高速化に限界の見えるCPU性能の
> ブレイクスルーを起こしたりできると期待されています。 そもそもムーア則ってとっくに破綻してるよね
プロセスルールを各社が好き勝手な定義で使ってるから
維持できてるように見えちゃってるけど >>47
その記事をみると実験では４６０GHｚですでに動作してるんだな。
すごい話だな。 文明論的に考えたらこれからの時代は性能より省エネを追求するべき >>52
省エネの効率を高めるために省エネ度返しの高性能マシンを使用したAIが必要だな >>52
集積度と性能はそのまま省エネにつながる
だってそうだろ、昔でも巨大なメインフレーム
使ったら計算出来たわけよ よくわからんが0とか1の切り替わりがクソ速いってことか >>4
まあ性能上昇分フルに活かすにはマルチスレッドと新しい命令セット対応したプログラム必要だからね
普通の用途だと性能向上分は消費電力あたりの性能だけで実際の速度には限定的だし >基板から垂直方向にトランジスタネットワークを構築する技術だとのこと。
分からん、さっぱり分からん >>52
プレステクラシックの消費電力は５ｗとかな
時代はゆっくりだけど進んでるよｗ つまりチップ1枚上に乗せるだけで性能2倍
2枚乗せれば3倍
こうですね？ >>29
半導体使わないから工程も簡略化されてむしろ歩留まりもよくなるかもしれん
発熱も減るから寿命も長くなるかもしれん
単電子トランジスタの実現にも必須な技術 つ、ついに、テスラーのやろうとしてたことが理解される時代がやってきた（） >>37
1000倍ても10000倍でもTHzたぞ これって小さくなるだけで速度が上がるわけじゃないからな
まあこの辺の利点ってほとんどが3DCG処理に利用されるだけでしかもそれでも結局仮想現実の域から抜け出せるわけでもなし バリスティック伝導トランジスタというのがむかし提唱されていたことを思い出す。 微細化すると半導体ではない量子的な作用で仕組みが働くのに、
それを半導体だといえばまだまだ微細化可能だよ。
根本的定義が違っているが知ろうとからみれば似ている類で似た結果になれば
同じものだからムーアの法則とかいいだすんだろう。
最小単位を小さくしてゆけば限界にたどり着くが、単位そのものを別解釈すれば
まだその先があるだけな。
コンピュータが限界を示すのは加工やら技術ではなく、それを伝達する媒体の「エネルギー密度」と
「情報密度」だ、
エネルギー密度は局所熱量として回路の働きの維持ができなくなる限界をしめし、
情報密度は情報がそれぞれ意味を持つために意味と意味を区別（絶縁）する限界を示す。
もっと頭よくなれよ、隣の情報が隣に作用して情報が分離できなければ情報処理ではない、
人が扱うのは意味のある情報で意味のない混沌ではないってことだ、つまり信号を分離できない
領域が限界領域、そしてエネルギー密度で現象そのものが無効化される限界領域があるってことな。 ２進計算なんかやらせるから悪い
一個の素子で１６進やらせれば１６倍早くなる >>84
んなもん4bitマイコンの時点でやってることになるが。 75の人気w
それっぽい単語が並ぶラノベ的妄想がおもろい
別板でやれ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
