Բոլոր կատեգորիաները

Տրանսիստորային տեխնոլոգիայի ևոլյուցիա և ապագայի տ렌դերը

2024-03-15

Տրանզիստորային տեխնոլոգիայի պատմական զարգացումն ու հիմնարար առաջընթացը

Տրանզիստորի հայտնագործումն ու հիմնադիրները

Ժամանակակից էլեկտրոնիկան իրականում սկսվեց այն ժամանակ, երբ Bell Labs-ի այդ երեք տղաները՝ Ուիլյամ Շոքլին, Ջոն Բարդինը և Ուոլթեր Բրատեյնը, 1947 թվականին ստեղծեցին կետային կոնտակտային տրանզիստորը: Նախկինում ամեն ինչ հիմնված էր այն ծավալուն վակուումային լամպերի վրա, որոնք օգտագործում էին հսկայական քանակությամբ էլեկտրաէներգիա և հաճախ կոտրվում էին: Նրանք մշակած կիսահաղորդչային սարքերը շատ ավելի փոքր էին, էլեկտրաէներգիան ավելի քիչ էին օգտագործում և թույլ էին տալիս սարքերի չափերը էականորեն փոքրացնել: Մի քանի տարի անց՝ 1951 թվականին, Շոքլին մշակեց իր տարբերակը՝ անվանելով անցումային տրանզիստոր, որը ժամանակի ընթացքում ավելի լավ աշխատում էր և արդյունաբերության մեջ այդ բաղադրիչների արտադրությունն ավելի հարմար դարձրեց լայն շրջանակներում օգտագործման համար: Սա հիմնականում բաց արեց այն հոսքը, որի շնորհիվ այսօր մենք օգտվում ենք էլեկտրոնային բազմաթիվ նորարարություններից:

Նյութի էվոլյուցիա՝ գերմանիումից սիլիցիում

Առաջին տրանսիստորներ օգտագործում էին գերմանիում, քանի որ այն բավականի լավ կիսահաղորդիչ նյութ էր: Սակայն 75 աստիճան Ցելսիուսից բարձր ջերմաստիճանների դեպքում առաջանում էր խնդիր, ինչը դրանք անվստահելի էր դարձնում արդյունաբերական շատ կիրառությունների համար: Կես 1960-ականներին իրավիճակը փոխվեց, երբ սիլիցիումը սկսեց փոխարինել նախկին նյութը: Սիլիցիումը կարող էր դիմակայել ավելի բարձր ջերմաստիճանների, ավելի քիչ էր կորցնում հոսանք և ավելի լավ էր աշխատում այն օքսիդային մեկուսիչների հետ, որոնք արդեն դարձել էին արդյունաբերության ստանդարտ: Քանի որ բյուրեղների աճեցման և խառնուրդներ ավելացնելու՝ դոպինգային գործընթացների մեթոդները բարելավվեցին, արտադրողները սկսեցին սիլիցիումի վաֆլեր արտադրել համազոր ձևով: Այս զարգացումը շատ կարևոր էր կիսահաղորդիչների փոքրացման և ավելի հզոր դառնալու համար ժամանակի ընթացքում:

Մինիատյուրացում և ինտեգրված սխեմաների ծագում

1958 թվականին Տեքսասի ինստրումենտների ընկերության Ջեք Քիլբին և Ֆերչայլդ սեմիկոնդուկտորի Ռոբերտ Նոյսը մշակեցին մի բան, որը հեղափոխական էր՝ ինտեգրված սխեման: Այս փոքր հրաշքը բոլոր առանձին էլեկտրոնային մասերը տեղադրեց սիլիցիումի մեկ կտորի վրա՝ փոխարեն այն, որ դրանք տարածված լինեին մի տախտակի վրա: Արագ առաջ գնալով մինչև 70-ականների կեսերը, մենք տեսանք մեծ մասշտաբի ինտեգրման աճը, որը յուրաքանչյուր միկրոսխեմայի վրա տեղավորում էր տասնյակ հազարավոր փոքր տրանզիստորներ: Դա համընկնում էր Գորդոն Մուրի այն կանխատեսման հետ, որ համակարգիչների հզորությունը կրկնապատկվում է յուրաքանչյուր մի քանի տարին մեկ: Ժամանակի ընթացքում լուսագրաֆիկական տեխնիկաների և հարթ միկրոսխեմաներ ստեղծելու ավելի լավ մեթոդների բարելավումները ամրապնդեցին սիլիցիումի դերը որպես թվային աշխարհի արքա: Այս առաջընթացները հնարավոր դարձրին ոչ միայն մեր առօրյա համակարգիչները, այլ նաև ինչպես օրինակ՝ սմարթֆոնները, կայքեր վարող սերվերները և նույնիսկ ժամանակակից տվյալների կենտրոնների մասերը, որոնք պահում են ինտերնետը աշխատող վիճակում:

Մուրի օրենքը և սիլիցիումային տրանզիստորների մասշտաբավորման սահմանները

Տրանզիստորների մինիատյուրացում և Մուրի օրենքի ընթացքը

Մուրի օրենքը հիմնականում նշում է, որ միկրոսխեմայում տրանզիստորների թիվը մոտավորապես երկու տարին մեկ կրկնապատկվում է, իսկ սա 1965 թվականին Գորդոն Մուրի կողմից հայտնի կանխատեսումից հետո ղեկավարում է համակարգիչների զարգացումը: Վիճակագրական տվյալներն ուսումնասիրելով՝ տեսնում ենք, որ տրանզիստորների չափը 1970-ականներին մոտ 10 միկրոմետր էր, իսկ ներկայումս՝ 2023 թվականին, այն իջել է 5 նանոմետրից պակասի, ինչը զգալիորեն բարձրացրել է ինչպես արագությունը, այնպես էլ այս միկրոսխեմաների աշխատանքի արդյունավետությունը: Գոյություն էր ունենում Դենարդի սկալինգ անվանումով երևույթ, որը պահում էր հզորությունը կայուն՝ տրանզիստորների չափերը փոքրացնելիս, սակայն մոտավորապես 2004 թվականին սկսեց կործանվել՝ պարզվել էր, որ առաջանում են հորդալույսի հոսանքների և ջերմության կառավարման խնդիրներ: Ըստ 2024 թվականի կիսահաղորդչային սկալինգի վերջին զեկույցի՝ այս ամենն արդյունքում ստիպեց արդյունաբերությունը փոխել ուղղությունը՝ կենտրոնանալով մեկ ամբիոնի ավելի արագացման փոխարեն օգտագործել բազմամիջուկային տեխնոլոգիաներ, այսպիսով՝ արտադրողները ավելի շատ ուշադրություն են դարձնում զուգահեռ մշակմանը՝ այլ ոչ թե ժամացույցի հաճախականությունները բարձրացնելուն:

Ֆիզիկական մարտահրավերներ նանոսահմանաչափում՝ կարճ ալիքի էֆեկտներ և կապարի հոսանք

Երբ մենք հասնում ենք ենթա-5նմ չափերի, բաները սկսում են շատ բարդանալ՝ պայմանավորված քվանտային թունելային էֆեկտով և այդ խճճող պարազիտային ունակություններով: Էլեկտրոնները այլևս չեն վարվում այնպես, ինչպես սպասվում էր, նրանք ձգտում են թունելային էֆեկտի միջոցով անցնել դրվաժի արգելքների վրայով: Սա ստեղծում է տարբեր տեսակի կորուստներ, որոնք ըստ Պոնմենի անցյալ տարվա հետազոտության, կարող են սպառել միկրոսխեմայի ընդհանուր հզորության մոտ 30%–ը: Իսկ երբ դիտարկում ենք կարճ ալիքի էֆեկտերը, որոնք խանգարում են շեմային լարման կայունությանը, դրությունը ավելի է վատանում: Ինչպես նշված է 2022 թվականի IEEE հետազոտություններում, այս մանր տրանզիստորներում տատանումները մեծանում են մոտ 15%–ով: Բոլոր այս խնդիրները կուտակվում են և դարձնում են շատ դժվար հզորության խտության կառավարումը: Այդ պատճառով արտադրողները ստիպված են լինում մեծ ներդրումներ կատարել բարդակառուցված սառեցման համակարգերի մեջ, ինչը սովորաբար ավելացնում է ընդհանուր արտադրողական ծախսերի 20%-ից 40%–ը այս արտադրանքների համար:

Կարո՞ղ է Մուրի օրենքը շարունակել գոյատևել. արդյունաբերության տեսակետներն ու հերթական փոխադրումները

Տրանզիստորների քանակը շարունակում է աճել, սակայն փորձագետների շրջանում ավանդական մասշտաբավորման մեթոդները այլևս չեն տալիս այնքան շատ արդյունք: Մեկ տարի առաջ IEEE-ի հարցման համաձայն՝ կիսահաղորդիչների մոտ երկու երրորդ ինժեներները կարծում են, որ Մուրի օրենքը հիմնականում հասել է իր սահմանին: Մոտ տասներորդ մասը էլ ենթադրում է, որ շուտով գործնական կիրառություն կստանան 1 նմ-ից փոքր սիլիցիումե միկրոսխեմաներ: Շատ ընկերություններ հիմա անցնում են 3D միկրոսխեմաների շերտավորման և տարբեր բաղադրիչների համակցման վրա՝ փոխարենը ամեն ինչ մեկ մասում փոքրացնելու փորձելու: Վերջերս հետևելով միտումներին՝ տեխնոլոգիական աշխարհը ավելի քիչ է հետաքրքրված տրանզիստորների չափերով և ավելի շատ՝ ամբողջ համակարգերի համատեղ աշխատանքի արդյունավետությամբ: Սա նշանակում է մտածելակերպի մեծ փոփոխություն՝ կիսահաղորդիչների զարգացման իրական առաջընթացի մասին:

Նորարարական տրանզիստորային ճարտարապետություններ՝ FinFET-ից մինչև Gate-All-Around և այնուց ավելի

Անցումը հարթ՝ եռաչափ FinFET և նանոթերթիկային տրանզիստորների

Հարթ՝ հարթական տրանզիստորներից դեպի 3D FinFET կառուցվածքներ անցումը էլեկտրականությունը ավելի լավ վերահսկելու համար խաղի կանոններն էր փոխում: Այստեղ գաղտնիքն այն է, որ դարպասը շրջապատում է ուղղահայաց կանգնած սիլիցիումե վահանիկը, ինչը նվազեցնում է ցանկալի չեղած կորուստները և թույլ է տալիս փոքրացնել չափերը 22 նանոմետրից ներքև: Այնուհետև հայտնվեցին նանոթերթիկային տրանզիստորները, որոնք այս գաղափարն ավելի էլ հեռու տարան՝ թույլ տալով ինժեներներին կարգավորել հաղորդման անցուղիների լայնությունը՝ կախված այն լարումներից, որոնք պետք է կառավարեն: Դիտարկելով արդյունաբերության ձեռքբերումները՝ այս եռաչափ կառուցվածքները շարունակում են արդյունավետ աշխատել, նույնիսկ երբ հասնում ենք 3 նանոմետրից փոքր չափերի, ինչը հնարավոր չէր հին հարթական կառուցվածքների հետ մոտավորապես 28 նանոմետրի սահմաններում, քանի որ այդ դեպքում կորուստների և ավելցուկային հզորության խնդիրները ամբողջովին դուրս էին եկել վերահսկողությունից:

Դարպաս-շուրջ (GAA) և հակադիր FET (CFET) տեխնոլոգիաներ

Գեյթ-ալ-արաունդ (GAA) տրանզիստորի կառուցվածքը FinFET տեխնոլոգիան հաջորդ մակարդակի է բարձրացնում՝ ամբողջությամբ շրջապատելով ալիքը դարպասի նյութով բոլոր ուղղություններով: Այս լրիվ ծածկույթը զգալիորեն լավացնում է էլեկտրական հատկությունների վերահսկողությունը և կրճատում է ցանկալի չեղած կորուստները մոտ 40 տոկոսով: Բացի այդ, այս սարքերը ավելի արագ են փոխանցում վիճակները և լավ աշխատում այն դեպքում, երբ դրանք մասշտաբավորվում են 2 նմ-ից ցածր: Մինչդեռ Complementary FET (CFET) կառուցվածքները գնում են ավելի հեռու՝ ուղղահայաց կերպով մեկի վրա մյուսի վրա տեղադրելով n-տիպի և p-տիպի տրանզիստորները: Այս խելացի դասավորությունը կրկնապատկում է տրամաբանական բաղադրիչների քանակը նույն տարածքում՝ չպահանջելով ավելի շատ տեղ չիպի մակերևույթին: GAA-ն ու CFET-ն միաժամանակ լուծում են որոշ լուրջ խնդիրներ, որոնց առաջադրվում են արտադրողները՝ փորձելով կառավարել էլեկտրաստատիկ էֆեկտները և օպտիմալացնել դասավորությունները, երբ կիսահաղորդչային բնութագրերը փոքրանում են մինչև ատոմային չափեր:

Արդյունաբերական ընդունման ուղեքարտը ենթա-2նմ հանգույցների համար՝ Samsung, TSMC և Intel

Տարածված կիսահաղորդիչների գործարանները մոտենում են ենթա-2 նմ արտադրության գործընթացներին, թեև ըստ ներկայիս կանխատեսումների՝ շուրջ 2025 թվականին կարող ենք տեսնել դարպասներով շրջապատված (GAA) տրանզիստորների զանգվածային արտադրություն: Այժմ արդյունաբերության շատ զարգացման ծրագրեր կենտրոնանում են ավելի լավ արդյունավետություն ձեռք բերելուն՝ էներգիայի ավելի քիչ օգտագործմամբ, այլ ոչ թե պարզապես ավելի շատ տրանզիստորներ տեղավորելով միկրոսխեմաների վրա: Որոշ փորձարարական հզորություններ սկսել են փորձարկել հիբրիդային կապման տեխնիկաներ՝ ստեղծելու համար այդ գեղեցիկ միասեղան 3D կառուցվածքները, ինչը ցույց է տալիս, որ ընկերությունները ավելի ընդհանուր պատկերացում են ձևավորում ամբողջ համակարգերի աշխատանքի մասին: Այս տեխնոլոգիաների դանդաղ ներդրումը բացատրում է, թե ինչու է այդքան շատ գումար հոսում առաջատար լիտոգրաֆիական սարքավորումների և առաջադեմ նստեցման համակարգերի մեջ: Առանց այս թանկարժեք թարմացումների՝ ամբողջ արդյունաբերությունը շատ արագ կկանգնի:

Միասեղան 3D ինտեգրում և շարքային CMOS՝ շարունակական մասշտաբավորման համար

Մեկուսական 3D ինտեգրումը թույլ է տալիս արտադրողներին ստեղծել մեկ ենթաշերտի վրա հաջորդական արտադրման տեխնիկայով մի քանի ակտիվ շերտեր: Երբ այս կառուցվածքը համակցվում է ստեղծված CMOS տեխնոլոգիայի հետ, հնարավոր է դառնում տրամաբանական սխեմաները ինտեգրել անմիջապես հիշողության բաղադրիչների կողքին: Այժմ մենք տեսնում ենք, որ SRAM-ը տեղադրվում է անմիջապես հաշվողական միջուկների տակ: Սակայն շերտերի միջև ջերմային խնդիրները և ազդանշանների փոխանցումը մեկ շերտից մյուսին դեռևս խնդիր են ներկայացնում: Այնուամենայնիվ, վերջերս ցածր ջերմաստիճանային արտադրության մեթոդներում ձեռք բերված առաջընթացը՝ համատեղված սիլիցիումի միջոցով ավելի լավ անցքերի հետ (այս փոքրիկ կապերը անմիջապես անցնում են սիլիցիումե վաֆլների միջով), ցույց է տալիս, որ 2026 թվականի սահմաններում շուկայում կհայտնվեն իրական արտադրանքներ AI արագացուցիչների և եզրային հաշվարկային սարքերի համար: Որոշ փորձագետներ կարծում են, որ այս տեսակի տարածական մասշտաբավորումը կարող է Մուրի օրենքը կենդանի պահել մոտ մեկ այլ տասնամյակ, մինչև մենք հաջորդ պատնեշին հասնենք:

Նոր նյութեր և հաջորդ սերնդի ալիքային տեխնոլոգիաներ

տրանզիստորների ալիքներում օգտագործվող 2D նյութեր. TMD-ներ՝ MoS₂, WS₂ և WSe₂

Անցման մետաղների դիխալկոգենիդները, կամ կրճատ՝ TMD-ներ, ներառում են մոլիբդենի դիսուլֆիդ (MoS2) և վոլֆրամի դիսելենիդ (WSe2) նման նյութեր: Այս նյութերը ատոմային մակարդակում շատ բարակ են և թույլ են տալիս էլեկտրոններին շատ արագ շարժվել դրանց միջով: Երբ համակարգիչների կիսահաղորդիչների մանր առանձնահատկություններն ենք դիտարկում, այս TMD-ները կարող են հասնել անջատված/միացված հոսանքի հարաբերակցության 10-ի 8-րդ աստիճանին մոտ 0,7 վոլտ լարման դեպքում: Դա ըստ IMEC-ի 2023 թվականի վերջերս հրապարակված հետազոտության՝ մոտ 74 տոկոսով ավելի լավ է, քան սիլիցիումի կարողությունները: Այս նյութերի շերտերով կառուցվածքը օգնում է վերահսկել կարճ ալիքային էֆեկտները, նույնիսկ այն դեպքում, երբ տարրերի չափսերը հասնում են մոտ 5 նանոմետրի: Այս հատկության շնորհիվ շատ հետազոտողներ կարծում են, որ TMD-ները կարող են դառնալ հաջորդ սերնդի համակարգիչային միկրոսխեմաների և այլ տրամաբանական սարքերի կարևոր կառուցվածքային տարրեր մոտակա տարիներին:

Երկչափ կիսահաղորդիչների արդյունավետության առավելությունները և արտադրության մարտահրավերները

Չնայած իրենց ներուժին, TMD-ների լայն տարածումը խոչընդոտվում է սալիկների մասշտաբով նստեցման ընթացքում առկա սխալների խտությամբ: Ընտրողաբար էպիտաքսիան 63%-ով կրճատել է թակարդային վիճակները, սակայն մեծ ծավալով արտադրության համար անհրաժեշտ է <3% սխալների խտություն՝ այս չափանիշը մինչ այժմ հաջողվել է հասնել միայն լաբորատոր պայմաններում (2024 կիսահաղորդիչների ռուտ քարտեզ):

Սիլիցիումից դուրս՝ ածխածրածին նանոխողովակներն ու գրաֆենը որպես ապագայի այլընտրանքներ

Ածխածնային նանոխողովակներից պատրաստված տրանզիստորները կարող են իրականում ուղիղ գծով տեղաշարժել էլեկտրոնները՝ առանց ցրվելու, երբ դրանք մոտ 15 նանոմետր երկարություն ունեն: Սա նրանց տալիս է գրեթե երեք անգամ ավելի արագ փոխարկման արագություն՝ համեմատած ավանդական սիլիցիումային FinFET տեխնոլոգիայի հետ: Սակայն կա մի խնդիր: Հետազոտողները դեռևս պայքարում են քիրալության (որը որոշում է էլեկտրական հատկությունները) վերահսկման և հաստատուն դոպինգի արդյունքներ ստանալու հարցում, ինչը դժվարացնում է հուսալի սարքերի հաստատուն արտադրությունը: Գրաֆենը ներկայացնում է ևս մեկ հետաքրքիր դեպք: Չնայած այն ունի զարմանալի հաղորդունակություն, այն չունի բնական գոտիական բաց, ինչը այն դարձնում է անպիտան ստանդարտ թվային սխեմաների համար: Այնուամենայնիվ, որոշ խոստումնալից աշխատանքներ են տարվում գրաֆենի և վեցանկյուն բորի նիտրիդի շերտերի համադրությունների հետ: Այս հիբրիդային կառուցվածքները կարող են գտնել խորշային կիրառություն որոշակի կիրառություններում, որտեղ դրանց եզակի բնութագրերը կարող են արդյունավետորեն օգտագործվել:

Նյութերի համատեղելիությունը և ինտեգրումը առկա կիսահաղորդչային գործընթացների հետ

2D նյութերի սովորական արտադրության մեջ ներդրման համար ձգտումը կենտրոնացած է ատոմային շերտային նստեցման մեթոդների շուրջ, որոնք լավ աշխատում են բարձր դիէլեկտրիկ նյութերի հետ, ինչպիսին օրինակ HZO-ն է: 2024 թվականին արդյունաբերական խմբի վերջերս հրապարակված տվյալները ցույց են տալիս, որ շահագործման մեծ մասը արդեն փորձարկում է այդ նյութերի համար նախատեսված սարքավորումներ: Տողերի մոտ 8-ը 10-ից արդեն ունեն 2D նյութերի մշակման համար նախատեսված գործիքներ: Սակայն դեռևս կա խնդիր արտադրության վերջում, որտեղ պետք է նոր մետաղական միացումներ կատարվեն: Խնդիրը կայանում է ջերմության զգայունության մեջ, քանի որ շատ գործընթացներ չեն կարող գերազանցել 400 աստիճան Ցելսիուսը՝ առանց բաղադրիչներին վնաս հասցնելու: Ջերմաստիճանի սա սահմանափակումը ստիպում է ինժեներներին գտնել ստեղծագործ լուծումներ այս առաջադեմ նյութերը ճիշտ միացնելու համար՝ առանց նրանց արդյունավետությունը վատթարացնելու:

Էներգաարդյունավետություն և կիրառման վրա հիմնված տրանզիստորների նորարարություն

Ինտերնետ օբյեկտների և սենսորային ցանցերի համար արտահայտ ցածր հզորությամբ տրանզիստորների նախագծում

Ենթադրվում է, որ 2030 թվականին IoT սարքերի թիվը կհասնի մոտ 29 միլիարդի, ինչը նշանակում է, որ տրանզիստորները պետք է սպառեն 1 միկրոամպից պակաս անջատված վիճակում՝ արդյունավետ կերպով աշխատելու համար: Վերջերս կատարված հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ստանդարտ MOSFET տեխնոլոգիայի համեմատ ենթաշեմային շղթաները և վերջերս քննարկվող թյունելային դաշտային էֆեկտի տրանզիստորները կարող են նվազեցնել կաթող հոսանքները գրեթե 60 տոկոսով: Ինչ է սա նշանակում իրական կիրառությունների համար։ Դա հնարավորություն է տալիս շրջակա միջավայրի հսկման համակարգերին և նույնիսկ որոշ իմպլանտավորվող բժշկական սարքերին տարիներ աշխատել մեկ լիցքավորմամբ՝ պահպանելով բավարար մշակման հզորություն՝ իրենց աշխատանքը ճիշտ կատարելու համար: Կիսահաղորդչային արդյունաբերությունը իսկապես հարթակում է այս նորարարությունները, քանի որ գիտի, թե ինչքան կրիտիկական է երկարակյաց մարտկոցների առկայությունը բազմաթիվ տարբեր ոլորտներում:

Էներգախնայող տրանզիստորների նախագծման միջոցով կանաչ տեխնոլոգիաների իրականացում

Սիլիցիումի կարբիդի (SiC) և գալիումի նիտրիդի (GaN) վերջին սերնդի տրանզիստորները արևային ինվերտորներում օգտագործվելիս հասնում են մոտ 99,3% արդյունավետության, ինչը տարեկան ընդհանուր առմամբ կրճատում է մոտ 2,1 միլիոն տոննա CO2 արտանետումներ: Էներգետիկ ենթակառուցվածքների վերաբերյալ վերջերս հրապարակված հաշվետվություններում նշվում է, որ այս առաջադեմ անջատիչ տարրերը 2020 թվականից սկսած խելացի ցանցերի կիրառություններում էլեկտրաէներգիայի կորուստները կրճատել են մոտ 40%: Արտադրողները նաև անցում են կատարում վեֆերային փաթեթավորման տեխնիկային: Այս մոտեցումը ոչ միայն նվազեցնում է դիմադրության կորուստները, այլ նաև հարմարվում է արտադրության ընթացիկ 300 մմ սարքավորումներին՝ արտադրական հզորությունների խոշոր վերակառուցումներ չպահանջելով:

Ապագայի կիրառություններ՝ Նեյրոմորֆ համակարգիչներ, ԱԻ և կրելիք էլեկտրոնիկա

Ֆերոէլեկտրիկ FET-ներ (FeFET-ներ) օգտագործող նեյրոմորֆ չիփերը սինապսային գործողության համար առաջարկում են 1000-ապատիկ ավելի բարձր էներգաարդյունավետություն՝ համեմատած ԳՊՄ-ների հետ, ինչը թույլ է տալիս արդյունավետ ԱԱ կիրառումներ ցանցի եզրագծում: Լճակային օրգանական թին թաղանթի տրանզիստորները հիմա հասնում են 20 սմ²/Վ·վ-ի շարժականության և դիմադրում են 500 ծնկումային ցիկլի, ապահովելով հանդուրժողական, լվացվող առողջապահական մոնիտորներ:

Տրանզիստորների նորարարությունների համադրումը իրական կիրառման պահանջների հետ

Ժամանակակից տրանզիստորների նախագծումը հավասարակշռում է ON-հոսանքը (ION), անջատման արագությունը, արժեքը և տևողականությունը՝ կախված կիրառման պահանջներից: Ավտոմեքենաների համար նախատեսված տրանզիստորները հուսալիորեն աշխատում են 175°C-ում, իսկ կենսաբժշկական տարբերակները համապատասխանում են խիստ 0,1% ձախողման ցուցանիշին՝ 15 տարվա կյանքի ընթացքում: Կիրառման տեսակին հատուկ այս մոտեցումը ապահովում է, որ տեխնոլոգիական նվաճումները փոխարկվեն իրական հուսալիության և արժեքի:

Frequently Asked Questions - Հաճ📐

Ո՞րն էր Բելլ լաբորատորիաների կատարած հիմնարար հայտնագործությունը 1947 թվականին:

1947 թվականին Բելլ լաբորատորիայի գիտնականները հայտնագործեցին կետային կոնտակտային տրանզիստորը: Սա թույլ տվեց էլեկտրոնային սարքերին շատ ավելի փոքր և արդյունավետ դառնալ նախկինում օգտագործվող վակուումային լամպերի համեմատ:

Ինչո՞ւ սիլիցիումը տրանզիստորներում գերմանիումից ավելի նախընտրելի նյութ դարձավ:

Սիլիցիումը 1960-ական թվականների կեսերին փոխարինեց գերմանիումը որպես նախընտրելի կիսահաղորդիչ նյութ, քանի որ այն ավելի բարձր ջերմաստիճաններ էր կարող դիմակայել, ավելի քիչ կորուստներ ուներ և ավելի լավ աշխատում էր օքսիդային մեկուսիչների հետ:

Ո՞րն է Մուրի օրենքը և ինչու՞ է այն կարևոր:

Մուրի օրենքը կանխատեսում է, որ միկրոսխեմայում տրանզիստորների թիվը մոտավորապես յուրաքանչյուր երկու տարին մեկ կրկնապատկվում է, ինչը նպաստում է հաշվողական ուժի և արդյունավետության աճին:

Ո՞րն են FinFET-ը և GAA տեխնոլոգիաները:

FinFET-ը և Գեյթ-Ամբողջ-Շուրջը (GAA) առաջադեմ տրանզիստորային ճարտարապետություններ են, որոնք առաջարկում են բարելավված էլեկտրական կառավարում և նվազեցված կորուստներ, ինչը դրանք հարմար դարձնում է ավելի փոքր չափերի միկրոսխեմաների համար:

Ո՞րն են 2D նյութերը և ինչ դեր ունեն տրանզիստորային տեխնոլոգիայում:

2D նյութերը, ինչպիսիք են TMD-ները, բաղկացած են բարակ ատոմային շերտերից, որոնք թույլ են տալիս լավ էլեկտրոնային շարժում՝ ապահովելով ավանդական սիլիցիումային շերտերի համեմատ ավելի մեծ արդյունավետություն ապագայի կիսահաղորդիչների համար:

Ինչպե՞ս է տրանզիստորների նորարարությունը նպաստում էներգաարդյունավետությանը:

Տրանզիստորների նորարարությունը, ներառյալ ուլտրացածր հզորության կոնստրուկցիաներն ու էներգաարդյունավետ նյութերը, զգալիորեն կրճատում է էներգասպառումը ինտերնետ օբյեկտների (IoT) սարքերում, արևային տեխնոլոգիաներում և ինտելեկտուալ ցանցերում: