Технология каскадных полевых транзисторов CasFET поднимет эффективность процессоров

Инженер Университета Пердью (штат Индиана) Тиллманн Кубис (Tillmann Kubis) создал технологию CasFET, или каскадного полевого транзистора. Ключевым её аспектом является сверхрешётка, перпендикулярная направлению транзисторного транспорта и делающая возможными переключаемые каскадные состояния.

Эта инновация может помочь полупроводниковой промышленности разрабатывать транзисторы меньшего размера, потребляющие меньше энергии и требующие меньшего напряжения для включения/выключения. Результатом может стать появление более совершенных и мощных поколений центральных процессоров, которые смогут выполнять больше операций с меньшими затратами энергии.

Говоря о проделанной работе, Кубис отметил, что самым сложным в ней было, удовлетворить все требования к рабочим характеристикам нанотранзисторов.

«Им нужен достаточно высокий ток включения и достаточно низкий ток отключения с достаточно небольшой разницей, чтобы переключаться между ними, — сказал он. — Эти проблемы значительно замедлили масштабирование транзисторов последние восемь лет, что делает всё более сложным создание новых мощных поколений ЦП».

В разработанном ими CasFET, Кубис и его коллега Джеймс Чарльз (James Charles) применили новый метод переключения, который близок к эффектам, наблюдаемым в квантовых каскадных лазерах.

«CasFET — это более общий подход, чем транзисторная технология, которую мы разработали несколько лет назад. Он даёт больше гибкости в выборе материалов и настроек напряжения, — рассказал Кубис. — С технической точки зрения CasFET не требует межполосного туннелирования. Благодаря этому проектировщики полупроводниковых устройств могут разрабатывать транзисторы с более быстрым переключением и с улучшенной энергоэффективностью».

Авторы продолжают дорабатывать свой первый прототип каскадного транзистора. «Как только он выйдет на целевые показатели производительности, мы перейдём к определению окончательной конструкции прототипа CasFET», — заявил Кубис.

Бюро коммерциализации технологий Исследовательского фонда Пердью подало заявку на патентную защиту CasFET в Управление по патентам и товарным знакам США.