Daca va uitati indestul prin microscopul electronic din
\nlaboratorul din Yorktown Heights, New York, in care lucreaza
\nFrances Ross, e posibil sa vi se para ca Ross, specialist in
\nstiinta materialelor, este de fapt o fermiera intr-o lume
\nliliputana a siliciului.<\/p>\n
Ross, cercetator la IBM, are grija de o recolta de nanofire de
\nsiliciu in forma de ciuperca care ar putea deveni intr-o buna zi
\ncomponenta de baza pentru un nou tip de aparate electronice.
\nNanofirele sunt doar un exemplu, desi unul dintre cele mai
\npromitatoare, al transformarii care are loc acum in stiintele
\nmaterialelor, in timp ce cercetatorii incearca sa creeze urmatoarea
\ngeneratie de comutatoare mai mici, mai rapide si mai puternice
\ndecat tranzistorii de astazi.<\/p>\n
Motivul pentru care multi specialisti in computere urmaresc
\nacest scop este ca treptata miniaturizare a tranzistorilor a ajuns
\ndeja aproape de limitele fizice de baza. Din ce in ce mai mult,
\nproducatorii de tranzistoare se confrunta cu efectele subatomice,
\nca tendinta electronilor de “a se scurge” dincolo de granitele
\nmateriale. Electronii care se scurg fac mai dificil de stiut cand
\nun tranzistor este pe pozitia pornit sau oprit, informatie care
\nface posibila functionarea computerelor. La fel se explica si
\nincalzirea excesiva, principala deficienta a celor mai rapide
\ncipuri de memorie.<\/p>\n
Tranzistorul nu este un element oarecare al lumii electronice.
\nEste inventia care a facut posibila revolutia computerelor. In
\nesenta este vorba despre un comutator pornit\/oprit care este
\ncontrolat de un influx electric. In functionarea calculatoarelor
\ns-a adoptat conventia ca atunci cand comutatorul este pornit sa
\nreprezinte cifra “1”, iar cand este oprit sa reprezinte “0”. Aceste
\nsiruri de “0” si “1” compun limbajul de baza al
\ncalculatoarelor.<\/p>\n<\/p>\n
<\/p>\n
In peste jumatate de secol, tranzistorii au devenit tot mai mici
\nsi mai ieftini, urmand “Legea lui Moore”, care sustine ca
\ndensitatea circuitului se dubleaza cam la fiecare doi ani. Aceasta
\na fost o previziune a informaticianului Douglas Engelbart, in 1959,
\nsi apoi descrisa de Gordon Moore, cofondatorul Intel, intr-un
\narticol devenit de acum legendar din 1965 din revista Electronics,
\nsursa Legii lui Moore. Astazi se folosesc miliarde de tranzistori
\nla formarea microprocesoarelor si a cipurilor de memorie. Adesea
\nnumiti si tranzistori planari, ei sunt atasati pe suprafata unei
\nplacute de siliciu, folosind un proces de productie care asaza si
\napoi ajusteaza diferite materiale izolatoare, conductoare si
\nsemiconductoare cu o asemenea precizie, incat industria se apropie
\nacum de capacitatea de a plasa fiecare molecula.<\/p>\n
Un microprocesor tipic varf de gama de la Intel se bazeaza azi
\npe un miliard de tranzistori sau chiar mai multi, fiecare capabil
\nsa treaca de la pozitia “pornit” la cea “oprit” de 300 de miliarde
\nde ori intr-o secunda si asezati cu o densitate suficient de mare
\nincat doua milioane de tranzistori sa poata incapea confortabil in
\nspatiul delimitat de punctul de la sfarsitul acestei fraze.<\/p>\n
De fapt, in acest an, industria cipurilor se pregateste sa
\ninceapa tranzitia de la o generatie de microprocesoare bazate pe
\ntranzistori de dimensiune minima de 45 de nanometri (parul uman are
\no grosime de circa 80.000 de nanometri) la cei de 32 de nanometri –
\npasul urmator in microcosmos. Dar sfarsitul acestei calatorii s-ar
\nputea sa fie aproape. “Tranzistorul planar isi epuizeaza
\nresursele”, spune John E. Kelly III, senior vicepresedinte si
\ndirector de cercetare al IBM. “Suntem cam la capatul drumului, ati
\nface bine sa credeti asta; cei mai multi sunt inca in faza de
\nnegare”, adauga Mark Horowitz, inginer electronist la Universitatea
\nStanford, care a vorbit recent la o conferinta despre designul
\ncipurilor in Palo Alto, California. “Constrangerile fizice devin
\ndin ce in ce mai serioase”. Multi specialisti in computere au
\navertizat de ani de zile ca vom ajunge aici, ca Legea lui Moore va
\ninceta sa mai fie adecvata din cauza dificultatilor tehnice in
\ncrestere si a cheltuielilor necesare pentru a le depasi. Recent, la
\nUniversitatea Stanford, in timpul unui seminar despre viitorul
\nnanotehnologiei (un exemplu fiind continua micsorare a
\ntranzistorilor), cativa dintre vorbitori au spus ca sfarsitul este
\naproape.\n <\/p>\n<\/p>\n
<\/p>\n
“Am cam terminat-o cu miniaturizarea. Tot facem giumbuslucuri
\ninca de la 90 de nanometri”, spune Brad McCredie, cercetator
\nasociat la IBM si unul dintre principalii designeri de cipuri ai
\ncompaniei, referindu-se la tehnicile tot mai sofisticate la care
\nindustria a recurs ca sa faca circuitele mai mici. Spre exemplu, la
\nultimele trei generatii de tehnologie Intel a folosit un material
\ncunoscut sub numele de “siliciu intins” (strained silicon), in care
\nun strat de atomi de siliciu sunt intinsi mai mult decat le permite
\nnormalul distantei lor atomice, prin depunerea lor pe un alt strat
\nde material, ca aliajul de germaniu si siliciu. Acest procedeu
\naduce un consum de energie mai scazut si viteze de comutare mai
\nmari. Alti cercetatori si executivi considera ca micsorarea
\ntranzistorilor poate continua, cel putin pentru o vreme, ca
\nactualul standard al industriei, MOSFET (Metal-Oxide-Silicon
\nField-Effect-Transistor) poate fi exploatat inca vreo cateva
\ngeneratii tehnologice de acum inainte. Executivii responsabili de
\ntehnologie de la Intel Corp., cel mai mare producatori de cipuri
\ndin lume, considera ca prin combinarea unor tehnici fotolitografice
\nmai avansate cu noi tipuri de materiale si prin schimbarea
\ndesignului tranzistorilor se va putea continua micsorarea pana la
\ndimensiuni de 5 nanometri – ceea ce ar asigura progresul industriei
\npana la sfarsitul deceniului urmator.<\/p>\n
“Siliciul probabil va continua sa existe mai mult decat ne
\ninchipuim noi”, spune Michael C. Mayberry, vicepresedinte al Intel
\nsi director al programului de cercetare pentru componente al
\ncompaniei.<\/p>\n
Atat Intel, cat si IBM s-au angajat public sa dezvolte o noua
\nclasa de tranzistori cunoscuti sub indicativul FinFET, care ar
\nputea fi folositi inca din 2011 sau 2012, odata cu debutul
\ngeneratiei de 22 de nanometri. Numite astfel pentru ca o portiune
\nseamana cu inotatoarea unui peste (“fin”, in limba engleza), acesti
\ntranzistori au dublul avantaj ca ofera o mai mare densitate pentru
\nca sunt dispusi vertical pe placuta de siliciu, dar si proprietati
\nde izolare mai mari, ceea ce face mai usor controlul comutarii
\nintre “1” si “0”.<\/p>\n
Dar, mai devreme sau mai tarziu, alte noi materiale si alte noi
\nprocese tehnologice vor fi necesare pentru a putea mentine
\ntehnologia de producere a computerelor la preturi scazute. Pe
\ntermen lung, noile comutatoare ar putea functiona pe baza unor
\nprincipii magnetice, cuantice sau chiar nanomecanice. O
\nposibilitate ar fi ca schimbarile in rotatia unui electron sa fie
\nfolosite pentru a reprezenta un “1” sau un “0”. “Daca ne uitam la
\nviitor vedem un copac plin de ramuri si cu multe posibilitati pe
\ncare am putea sa le abordam”, spune Mayberry. In laboratorul lui
\nRoss de la IBM, cercetatorii se concentreaza pe o tehnologie mai
\nplauzibila pe termen scurt. Ei exploreaza ideea construirii de
\ncomutatoare FinFET printr-un proces complet nou, un fel de
\nnano-ferma. Ross imprastie particule de aur de cate 10 nanometri in
\ndiametru pe o suprafata pe care o scufunda apoi in gaz siliconic la
\ntemperatura de 1.100 de grade Fahrneheit (593 grade Celsius).
\nAceasta face ca particulele sa devina “suprasaturate” cu siliciu,
\ncare se va precipita apoi intr-o forma solida, formand un fir care
\ncreste vertical.\n <\/p>\n
<\/p>\n
IBM face eforturi sustinute ca sa dezvolte aceasta tehnologie,
\ncare ar putea fi disponibila comercial pana in 2012, dupa cum spune
\nRoss. Ea recunoaste ca mai sunt inca multe de rezolvat pentru
\nperfectionarea tehnologiei nanofirelor. Firele in forma de ciuperca
\ndin laboratorul ei arata acum ca un fel de bonsai. Ca sa poata
\nfurniza acel tip de performante de comutare de care au nevoie
\nproducatorii de cipuri, cercetatorii trebuie sa-si dea seama cum sa
\nle faca astfel incat suprafetele lor sa fie perfect regulate. Mai
\nmult, trebuie dezvoltate tehnici ca sa faca aceste nanofire sa se
\ncomporte ca semiconductoarele. IBM are in vedere si idei cu risc
\nmai ridicat, ca “origami de DNA”, un proces dezvoltat de Paul W.K.
\nRothemund, specialist in computere la Institutul de Tehnologie
\nCalifornia.<\/p>\n
Tehnica presupune forme arbitrare bi- si tri-dimensionale, prin
\ncontrolarea modului in care se structureaza un lant de ADN viral cu
\nmultiple ramificatii mai mici. Se poate astfel da nastere la
\ndiverse formatiuni, de la triunghiuri si patrate de dimensiuni
\nnanometrice pana la forme mai elaborate, ca fete zambitoare sau
\nchiar o harta aproximativa a Americii de Nord.<\/p>\n
Aceasta descoperire ar putea conduce intr-o buna zi la o
\naplicatie in care astfel de forme de ADN sa fie folosite pentru a
\ncrea un fel de schela, la fel cum panourile de lemn sunt acum
\nfolosite la turnarea structurilor de beton. Formele de DNA ar putea
\nfi folosite pentru a concentra mai bine acele nanoparticule de aur
\ncare sa fie apoi folosite pentru cultura de nanofire. ADN-ul ar fi
\nfolosit doar pentru a alinia circuitele si apoi ar fi distrus de
\ntemperaturile ridicate care se degaja in procesul de fabricare a
\ncipurilor.<\/p>\n
La Intel exista un interes ridicat pentru construirea de
\ncomutatoare FinFET, dar si pentru a gasi modalitati de a integra cu
\nsiliciul diverse materiale semiconductoare sau de a explora
\nposibilitatea folosirii de materiale ca grafenul sau nanotuburile
\nde carbon, din care compania a facut deja prototipuri de
\ncomutatoare de 1,5 nanometri in diametru, dupa cum spune Mayberry.
\nNoile materiale beneficiaza de o mobilitate mai mare a
\nelectronilor, care ar putea permite tranzistori mai mici si mai
\nrapizi decat cei care pot fi facuti din material siliconic. “La o
\ndimensiune atat de mica apare problema cum sa faci conexiunea in
\ninteriorul tubului”, spune el. “Nu depinde doar de cat de bine
\nfunctioneaza acest nanotub in sine, ci si de cum il integrezi
\nintr-un sistem”.<\/p>\n
Date fiind problemele pe care fiecare tehnologie de producere a
\ncipurilor le are de
\ninfruntat, dar si declinul abrupt al investitiilor din acest
\nsector, este destul de tentant sa sugerezi ca tendinta “mai mic,
\nmai rapid, mai ieftin” e pe punctul de a o lasa mai moale, daca nu
\nchiar e pe cale sa se opreasca. Numai ca, dupa cum sugereaza
\nMayberry, aceasta industrie a gasit mereu o cale de a-i surprinde
\npe sceptici.<\/p>\n
\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
In acest an, industria cipurilor se pregateste sa inceapa tranzitia de la o generatie de microprocesoare bazate pe tranzistori de dimensiune minima de 45 de nanometri (parul uman are o grosime de circa 80.000 de nanometri) la cei de 32 de nanometri – pasul urmator in microcosmos. Dar sfarsitul acestei calatorii s-ar putea sa fie aproape.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[4139],"tags":[7696,13906,193,259],"class_list":["post-15302","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-it","tag-business-hi-tech","tag-cipuri","tag-it","tag-productie"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/15302","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=15302"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/15302\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":35441,"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/15302\/revisions\/35441"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=15302"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=15302"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bm.dev.synology.me\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=15302"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}