Cipurile nu mai pot fi făcute mai mici, dar cercetătorii au găsit o cale surprinzătoare de a ocoli limita impusă de legea lui Moore

De zeci de ani, industria electronică a mers pe același drum: facem cipurile tot mai mici, punem tot mai mulți tranzistori pe aceeași suprafață și obținem dispozitive mai rapide și mai eficiente. Asta era, pe scurt, profeția lui Gordon Moore din 1965. Doar că miniaturizarea a ajuns aproape de zidul fizicii: tranzistorii actuali sunt atât de mici, încât efectele cuantice încep să le încurce funcționarea. În acest punct, o echipă internațională de cercetători propune o schimbare de paradigmă: dacă nu mai putem merge „în lateral”, mergem „în sus”.

De la microcip „plat” la microcip tip zgârie-nori

Echipa condusă de Xiaohang Li, de la Universitatea KAUST din Arabia Saudită, a reușit să fabrice un cip cu nu mai puțin de 41 de straturi verticale de materiale semiconductoare și izolante – de aproximativ zece ori mai gros decât ce poate produce industria în mod obișnuit. Practic, au suprapus tranzistori ca pe etaje, obținând o densitate mult mai mare de circuite fără să mai micșoreze piesele la nivel de nanometru. Li explică simplu: dacă ai șase sau mai multe straturi, poți avea cu până la 600% mai multe funcții logice în aceeași suprafață, dar cu consum mai mic, scrie publicația Nature.com.

De ce este asta important pentru legea lui Moore? Pentru că legea spunea „dublăm numărul de componente pe cip în timp”, nu „trebuie neapărat să le facem mereu mai mici”. Inginerii au luat acum aceeași idee și au aplicat-o în 3D. E ca diferența dintre un cartier de case și un bloc-turn: aceeași amprentă la sol, dar mult mai multă „locuire”.

Cum au reușit să nu topească straturile de dedesubt

Provocarea majoră nu a fost doar să pună multe straturi, ci să le pună frumos, la temperaturi joase. În fabricarea clasică de semiconductori, se lucrează la peste 400 °C, ceea ce ar distruge sau deforma straturile deja depuse. Echipa a găsit o metodă de depunere aproape la temperatura camerei, menținând suprafețele netede și interfețele curate. Asta înseamnă două lucruri mari: performanță bună (pentru că electronii nu sunt „deranjați” între straturi) și posibilitatea de a face electronică flexibilă, pe plastic sau polimeri, care nu suportă temperaturi mari.

Cercetătorii au testat nu una, ci 600 de copii ale aceluiași cip, iar rezultatele au fost consistente: au reușit operații logice de bază cu un consum de ordinul microvaților, mult mai mic decât în cipurile clasice. Nu vorbim încă de procesoare pentru supercomputere, dar vorbim de ceva ideal pentru senzori purtabili, etichete inteligente, „piele electronică” sau aparate casnice care să consume mai puțin și să aibă o amprentă de carbon redusă.

În ansamblu, mesajul e clar: legea lui Moore nu moare, ci se transformă. Dacă nu mai putem înghesui orizontal electronica, o putem clădi pe verticală.