Многослойный чип комбинирует RRAM с углеродной логикой

На конференции IEEE International Electron Devices Meeting, проходящей в Сан-Франциско 15-17 декабря, стэнфордская команда во главе с профессором Субгаши Митра (Subhasish Mitra) демонстрирует прототип чипа, состоящего из верхнего и нижнего логических слоев, между которыми находятся два слоя резистивной памяти. Отличительными особенностями такой конструкции являются высокие плотность — благодаря многослойной структуре, и быстродействие — благодаря устранению узкого места современных цифровых схем — проводного соединения между чипами логики и памяти.

Инженерам Стэнфорда удалось достичь этого путем построения логики на слоях памяти, создавая «многоэтажный» чип, пронизанный многими тысячами наносоединений. Эти контакты переносят данные между слоями намного быстрее и с меньшим расходом электроэнергии, чем провода, связывающие сегодня «одноэтажную» логику с чипами памяти.

Попутно, ученые решили проблему избыточного тепловыделения заменив кремниевые транзисторы устройствами из углеродных нанотрубок (CNT).

Технологии получения нанотрубок, известные до сих пор, не обеспечивали достаточно высокую их плотность. Поэтому в Стэнфорде изобрели собственный подход: выращенные стандартным образом CNT поднимали с кварцевой основы липкой металлической пленкой и переносили на кремниевую подложку. Повторив этот процесс 13 раз инженеры получили наивысшую плотность нанотрубок на сегодняшний день, причем добились этого на обычном лабораторном оборудовании, без использования сверхсовременных производственных технологий.

Более того, они показали, что можно создавать несколько слоев такой логики, комбинируя ее с памятью. Для этого использовалась резистивная память RRAM, состоящая из слоев нитрида титана, оксида гафния и платины. Она потребляет меньше энергии при работе, чем память на базе кремния, и изготавливается при более низкой температуре, что позволило наносить ее непосредственно на слои CNT без риска их расплавить.

«Наши технологии проектирования и производства хорошо масштабируются, — заявил Митра. — С дальнейшей разработкой эта архитектура сможет обеспечить производительность вычислений намного, намного выше доступной сегодня».

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365