【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］

**しじみ ★** · 2018/12/03(月) 21:32:39.63

「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/

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 21:35:58.72

「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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 21:37:43.29

別に大声で言わずに、作ってくれたら良いだけなんだが...

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 21:40:18.75

２年毎に１０％程度しか性能向上してないような印象。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 21:42:48.99

結局立体構造

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 21:50:17.20

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。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 21:50:54.73

真空管かよ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 21:51:22.15

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 21:59:10.45

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」

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:01:53.60

マイケルムーアすげーな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:03:36.20

ライアンムーアすげぇな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:06:09.23

空気コンデンサ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:06:50.40

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？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:09:10.32

マーフィーの法則しか知らん！

**ゲイリームーアなら知っている。** · 2018/12/03(月) 22:20:05.69

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？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:24:05.69

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:26:08.14

バリコンみたいなやつ？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:31:37.11

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:42:00.54

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:52:05.58

真空管と似てると思った

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 22:55:24.28

10年前のPCが現役でラクラク使える時代だもんなあ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 23:09:26.64

限界突破

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 23:10:57.63

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 23:12:24.27

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 23:15:10.97

4k 8kとか重いからなまたクロック競争か

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 23:16:03.90

立体になるとヒートシンクをウニみたいにつけるのか？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 23:16:11.09

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 23:23:01.63

色即是空

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 23:27:52.91

>>1
歩留まり超悪そう

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/03(月) 23:37:28.01

>>27
続けたまえ！

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 00:11:42.28

>ムーアの法則はあと♡

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 00:15:06.51

>>1
え？真空管？？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 00:22:01.75

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 00:48:55.00

トランジスタにボリュームなんか付いてたっけ？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 01:02:55.00

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 01:52:02.40

もうそろそろ光回路だな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 02:09:36.99

＞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？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 02:30:02.16

絶縁体が空気なのか

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 02:36:11.34

まじかよ、

フレミングすごいな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 03:44:09.18

>>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。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 03:57:26.97

2600Kで十分おじさん「2600Kで十分」

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 04:02:45.57

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。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 04:09:21.12

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。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 04:18:15.28

限定解除

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 04:23:48.05

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。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 04:24:27.72

ムアー

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 05:11:31.76

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。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 05:18:04.89

> 有機FETトランジスタの研究ではエアチャネルトランジスタの概念は古くから研究されていた
https://rad-horizon.net/topical-technologies/1986-2018-11-19-23-29-16

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 05:18:51.45

熱膨張でだめになりそう

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 05:48:23.18

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 05:59:07.24

>>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。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 07:00:16.84

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 07:24:40.38

>>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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 08:07:31.08

>>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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 08:16:44.44

OSの無駄な処理も2年で倍増してる

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 08:16:59.43

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 08:33:37.46

>>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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 08:48:19.19

もしかしてこれからのCPUは立方体になるのか？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 08:49:21.95

>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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 09:44:11.36

>>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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 10:09:21.97

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？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 12:29:34.79

>>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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 12:42:42.01

Ｍ・ムーアの法則
社会に鋭く切り込む

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 13:32:46.10

わからんやんけ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 13:48:01.63

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（）

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/04(火) 20:21:06.46

>>37
1000倍ても10000倍でもTHzたぞ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/05(水) 00:23:42.90

なるほど！　わからん

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/05(水) 03:22:20.42

電極に寿命とかありそう

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/05(水) 03:37:30.19

発熱したら、即暴走するんじゃね？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/05(水) 08:47:24.86

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/06(木) 02:05:33.28

とりあえずまた4bitCPUからな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/08(土) 05:15:45.24

ターミネーター3だたっけ？
開発者は死んだな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/08(土) 06:06:29.88

もう科学発展も限界に近いんだろういろいろと

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/09(日) 07:19:09.10

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。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 05:44:49.21

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。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 06:18:59.96

>>73
これだからゆとりはこまる

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 06:47:58.26

既に空気嫁のワイは時代の最先端

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 08:55:39.62

>>75
続けたまえ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 09:34:39.91

>>75
いやこの世界は混沌だよ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 10:31:03.83

>>75
ムーアの法則に意味を持たせすぎ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 11:15:07.92

いきなり100倍とかにならんかな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 11:21:03.41

>>10
マイケルムーアじゃねーよ！

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 22:03:38.35

>>73
この発言なんか凄い脱力する

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 22:12:41.54

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/11(火) 22:57:28.98

>>84
んなもん4bitマイコンの時点でやってることになるが。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/12(水) 17:01:19.19

>>16
ハゲの治療薬は、あるぞ
まじ半年で復活

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/13(木) 12:23:32.84

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

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2018/12/13(木) 17:50:59.56

試作機でも作ってから自慢してくれまいか