فهرست مطالب
پژوهشگران دانشگاه پکن از ساخت کوچک‌ترین و کم‌مصرف‌ترین ترانزیستور جهان خبر داده‌اند که می‌تواند معماری نسل آینده تراشه‌های هوش مصنوعی را متحول کند.
به گزارش سرویس فناوری تکناک، این ترانزیستور که با عنوان «ترانزیستور اثر میدان فروالکتریک» (FeFET) شناخته می‌شود، با الگوبرداری از سازوکار مغز انسان، ذخیره‌سازی و پردازش داده را در یک ساختار واحد ادغام می‌کند و هم‌زمان کارایی بالا و مصرف انرژی پایین را به نمایش می‌گذارد.
حتما بخوانید: نسل جدید ترانزیستورهای نوری رونمایی شد
محدودیت تراشه‌های سیلیکونی
در حالی که تراشه‌های سیلیکونی برای دهه‌ها موتور محرک انقلاب دیجیتال (از ارتباطات فرامرزی تا ابررایانه‌های پیشرفته) بوده‌اند، رشد شتابان هوش مصنوعی و نیاز به پردازش کلان‌داده‌ها، محدودیت‌های این معماری را عیان کرده است. جداسازی فیزیکی حافظه و واحد پردازش در تراشه‌های متداول، مستلزم جابه‌جایی مداوم داده است؛ فرایندی که انرژی‌بر می‌باشد و اتلاف حرارتی قابل توجهی ایجاد می‌کند. FeFETها به دلیل یکپارچگی ذاتی حافظه و منطق، نامزدهای اصلی معماری‌های نورومورفیک به حساب می‌آیند، اما تاکنون ولتاژ عملیاتی به نسبت بالا (در حدود ۱.۵ ولت) مانعی جدی برای بهره‌وری انرژی بوده است؛ در حالی که مدارهای منطقی پیشرفته زیر ۰.۷ ولت فعالیت می‌کنند.
بیشتر بخوانید: ساخت ترانزیستورهای بدون سیلیکون توسط دانشمندان ژاپنی
فرایند ساخت کوچک‌ترین ترانزیستور جهان
تیم تحقیقاتی به رهبری چیو چنگ‌گوانگ در دانشگاه پکن و پنگ لیان‌مائو در Chinese Academy of Sciences با بازطراحی ساختار ترانزیستور، این چالش را هدف قرار دادند. آنها با کوچک‌سازی الکترود گیت تا مقیاس یک نانومتر (سطحی نزدیک به ابعاد اتمی) توانستند کنترل میدان الکتریکی در لایه فروالکتریک را بهینه کنند. نتیجه این مهندسی دقیق، کاهش ولتاژ عملیاتی به حدود ۰.۶ ولت و افت مصرف انرژی تا یک‌دهم نمونه‌های پیشین است. علاوه بر این، کوچک‌ترین ترانزیستور جهان زمان پاسخ چشمگیر ۱.۶ نانوثانیه را ثبت کرده که نشان‌دهنده عملکرد پرسرعت در کنار بهره‌وری انرژی است.
ترکیب ابعاد فوق‌العاده کوچک، مصرف انرژی پایین و سرعت پردازش بالا، این فناوری را به گزینه‌ای راهبردی برای آینده هوش مصنوعی و مراکز داده کم‌مصرف تبدیل می‌کند. دانشگاه پکن حق ثبت این طراحی و فرایند ساخت را به نام خود ثبت کرده است. بر اساس گزارش South China Morning Post، این پیشرفت مسیر توسعه تراشه‌هایی در مقیاس زیر یک نانومتر را هموار می‌کند؛ افقی که می‌تواند مرزهای فعلی صنعت نیمه‌هادی را جابه‌جا کند.
