Možná jste si všimli, že váš notebook při náročnější práci pálí do stehen nebo že se pokrok v rychlosti telefonů v posledních letech poněkud zpomalil. Tradiční způsob výroby čipů totiž narazil na fyzikální stopku. Pokud ale vědci uspějí, brzy se dočkáme strojů, které jsou několikanásobně výkonnější, a přitom spotřebovávají zlomek energie.
V technickém světě tomu říkáme konec Moorova zákona – pravidla, které po desetiletí slibovalo, že se výkon počítačů každé dva roky zdvojnásobí. Výrobci už prostě nemají kam dávat další tranzistory. Jsou tak malé, že už se na křemíkovou destičku prostě nevejdou. Ale co kdybychom přestali stavět „přízemní domky“ a začali stavět mrakodrapy?
Proč dosavadní pokusy o 3D čipy selhávaly
Napadlo vás někdy, proč už 3D čipy dávno nemáme v každém iPhonu nebo Alza herním PC? Problémem bylo šílené horko. Při výrobě čipů se totiž používají teploty kolem 1 000 °C.
Představte si to jako pečení dortu:
- Upečete první korpus (první vrstvu čipu).
- Chcete na něj upéct druhou vrstvu přímo v troubě.
- Výsledek? Ta první vrstva se úplně spálí a zničí.
Recept, který mění pravidla hry
Vědci z Illinois University přišli na to, jak tento „tepelný rozpočet“ obejít. Namísto pečení celého dortu najednou používají extrémně tenké křemíkové nanomembrány. Ty jsou tak ohebné, že se na spodní vrstvu v podstatě „naválejí“ jako fólie.
Zajímavé články:
V čem je ten trik:
- Práce probíhá při teplotách pod 200 °C, což stávající obvody bez problémů přežijí.
- Tranzistory jsou typu „junctionless“ – jejich chemické složení se upraví předem.
- Dosáhli zatím tří vrstev, které spolu komunikují bleskovou rychlostí.
V praxi to znamená, že data nemusí cestovat dlouhými trasami po ploše čipu. Jednoduše „projedou výtahem“ o patro výš nebo níž. Cesta je kratší, odpor menší a přenos dat efektivnější.
Co to znamená pro nás v Česku?
Zatímco teď řešíme, jestli nám baterka v mobilu vydrží do večera, až budeme v zimě čekat na tramvaj, 3D čipy by mohly výdrž prodloužit na dny. Menší čipy znamenají více místa pro baterii nebo nové senzory, které se do dnešních těsných těl elektroniky prostě nevejdou.
Ale je tu jeden háček: Prototypy zatím vyžadují vyšší napětí, než je běžné. Vědci teď musí vyladit spotřebu tak, aby byla skutečně nižší než u klasických čipů. Cesta z laboratoře do továrny, jako je třeba ta v Rožnově pod Radhoštěm, může trvat ještě pár let, ale základní kámen byl položen.
Věříte, že klasické křemíkové čipy mají ještě šanci, nebo nás zachrání až kvantové počítače? Napište mi do komentářů, co si o tom myslíte!
