IBM создала быстродействующий чип из графена, используя обычный КМОП-процесс

Инженеры IBM Research изготовили самую высокопроизводительную на сегодняшний день микросхему на базе графена. Анонсированное устройство представляет собой аналоговый радиоприемник, работающий в диапазоне частот 4,3 ГГц.

Скачок быстродействия сразу на четыре порядка, по сравнению с известными до этого графеновыми электронными схемами, достигнут благодаря новому технологическому процессу, позволяющему наносить графен на чип не повреждая его.

Что также немаловажно, новый метод совместим с уже существующими производственными технологиями. Созданный чип — кремниевый и изготовлен с применением стандартных 200-миллиметровых кремниевых заготовок и обычного КМОП-процесса. От прочих микросхем его отличает только то, что каналы транзистора сделаны из графена. Другими словами, IBM подошла, как никогда близко, к реализации коммерческого графенового чипа.

Достичь этого, преодолев технологические сложности, связанные с плохой адгезией и непрочностью одноатомного слоя углерода, инженеры IBM Research смогли, внеся относительно несложное изменение в общепринятую процедуру BEOL (back end of line). Активные компоненты (транзисторы и их графеновые каналы) создавались на заготовке не в первую, а в последнюю очередь, уже после размещения на ней пассивных (конденсаторы, резисторы), а также проводящих соединений.

Собственно графен выращивался на медной фольге в атмосфере метана, нагретой до 1050 °C. Затем медь растворялась, оставляя в жидкости одиночный слой графена, который осаждался на кремниевую пластину с пассивными компонентами. На сегодняшний день это наиболее простой способ получения больших количеств графена, хотя он и не является идеальным. Качество изготавливаемого так двумерного углерода оставляет желать лучшего, кроме того разрушение медной подложки неэффективно и удорожает процесс.

Как указывалось вначале, сам транзистор сделан из кремния, IBM пока не нашла приемлемого пути введения в графен запрещенной зоны, и, по некоторым данным, в следующем поколении процессоров намерена использовать углеродные нанотрубки, для которых это реализовать легче.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI