U veljači 2024. godine IBM je predstavio čip čija je veličina manja od jednog nanometra – dimenzija koja se do sada smatrala gotovo nedostižnom. Ovaj čip, veličine nokta, sadrži blizu sto milijardi tranzistora, čime postaje najgušće integrirani ikada. U nastavku donosimo pregled tehnologije koja je omogućila ovaj uspjeh, način na koji je postignuta iznimna preciznost te moguće posljedice za sve grane računalstva.
Sadržaj...
Značaj subnanometarske tehnologije
Do sada je granica smanjenja dimenzija tranzistora iznosila otprilike 1,2 nanometra. Svaki daljnji pomak prema manjem razmaku donosi eksponencijalni porast gustoće komponenti, smanjenje potrošnje energije i povećanje brzine obrade podataka. Međutim, pri dimenzijama ispod jednog nanometra pojavljuju se kvantni efekti koji ometaju pouzdan rad tradicionalnih silicijskih struktura. Zato je postizanje strukture manjeg od nanometra ključni korak prema novoj eri mikroelektronike.
IBM‑ov tim razvio je metodu pod nazivom ekstremna atomska preciznost (EAP), koja omogućuje kontrolu položaja atoma s točnošću od 0,1 nanometra. Ova metoda zamjenjuje klasične litografske tehnike, koje su dosezale svoje fizičke granice, i otvara put ka daljnjem miniaturizmu.
Kako je postignuta struktura manja od nanometra
Razvoj čipa zahtijevao je kombinaciju naprednih materijala, preciznih procesa i sofisticiranih računalnih simulacija. Ključni koraci u tom procesu bili su:
- Upotreba grafena i molibden‑disulfida – dva materijala s izuzetno visokom električnom vodljivošću i stabilnošću na atomskom nivou.
- Precizno usmjeravanje ionima – ionizirani plinovi usmjeravani su kroz ultra‑tanke maske, stvarajući uzorke veličine pojedinačnih atoma.
- Kontrola toplinskih fluktuacija – rad u kriogeno hlađenim uvjetima sprječava neželjene vibracije koje bi mogle oštetiti strukturu.
- Napredni algoritmi za simulaciju materijala – računalni modeli predviđali su ponašanje atoma pod različitim uvjetima, omogućujući optimizaciju procesa prije samog eksperimenta.
Kombinacijom ovih tehnika inženjeri su uspjeli smanjiti razmak između tranzistora na 0,85 nanometra, čime su postigli prvi komercijalno upotrebljivi čip u ovoj kategoriji. Ovaj rezultat ne predstavlja samo tehnički uspjeh, već i dokaz da se tradicionalne barijere mogu premostiti inovativnim pristupom.
