Švýcarští vědci vyvinuli materiál pro počítačové čipy budoucnosti
Počítače jsou všude okolo nás a pomalu se stávají neviditelnými. Zároveň jde jejich vývoj neustále kupředu, každých méně než 18 měsíců se zdvojnásobí jejich výkon. Ten je ale už dnes dostatečný a mnohem zásadnější je jejich spotřeba energie. Švýcarští vědci tvrdí, že našli materiál pro budoucí počítačové čipy, které budou moct být ještě úspornější než ty dnešní.
Dnešní počítačové čipy jsou vyrobeny z křemíku. Potíž je v tom, že jsou příliš náročné na spotřebu elektřiny – namísto efektivního využití elektřiny ji z velké části přeměňují v teplo. Právě to by mohl nový materiál Švýcarských vědců změnit.
Počítačové 3D čipy – 10x vyšší výkonnost, nižší spotřeba
Vlastně nejde ani tak o nový materiál, jako spíše o nový způsob jeho využití. Jde totiž o molybdenit (MoS2), v přírodě přirozeně se vyskytující materiál. Právě s jeho pomocí, tvrdí vědci ze švýcarské laboratoře LANES zaměřené na nanotechnologie v oblasti elektroniky, bude možné vyrábět tenčí, šetrnější počítačové čipy.
V současné době se molybdenit využívá jako přísada do maziv motorů, vosků na lyže a jako zpevňovací agent do plastů. Prof. Andras Kis, šéf laboratoře LANES, řekl BBC, že tento polovodič si pro své experimenty zvolil právě pro jeho snadnou dostupnost. Své objevy tým publikoval v prestižním vědeckém magazínu Nature Nanotechnology.
Křemík má tu hlavní nevýhodu, že křemíkové vrstvy nelze vyrábět příliš tenké – prvek je totiž velmi reaktivní a jeho povrch oxiduje. Obojí způsobuje problémy elektřině, která má teenkými vrstvami procházet.
Nejtenčí vrstva křemíku jakou lze v počítačovém čipu využít je proto asi dva nanometry. Pro srovnání, molybdenitová vrstva může mít tloušťku pouhé tři atomy. To umožňí až trojnásobné zmenšení čipů, a zároveň snížení jejich spotřeby energie.
Výhodou molybdenitu je i to, že je ohebný a roztažitelný. To znamená, že s počítačové čipy vyrobené s jeho pomocí by mohly být ohebné, např. v ohebných mobilních telefonech nebo v oblečení.
Budoucnost počítačových čipů by do svých spárů polapily kromě molybdenitu i jiné materiály. Tím nejnadějnějším se zdá být grafen – velmi ojedinělá, univerzální substance s mnoha vynikajícími vlastnostmi. Proti molybdenitu je však jeho nevýhodou to, že nedokáže zesilovat elektrické signály za pokojové teploty.
Atom by měl mít cca 0,2nm, takže prakticky by molibdenit měl být velikostně více jak třikrát výhodnější. Což je velký posun. Na druhou stranu, povede to někam? Ono tedy.. povede, ale s jakou mírou. Většina podobných vědeckých úspěchů je jen zastávkami po cestě a bohužel mimo ideální prostředí laboratoří nemá využití. Bylo by hezké tu číst článek začínající „Před necelým rokem jsme vás informovali o (link článku).. a dnes můžeme s radostí říct, že firma XXX má již po ročních testech a přípravách a do konce měsíce rozjíždí sériovou výrobu..“ a hurééj, máme tu solární články s účinností 25% pro všeobecné využití, baterie do notebooků nyní vydrží patnáct hodin plného využívání a za nízkou cenu, nová izolace je již na trhu za dvěstě korun na metr čtvereční a za pár desítek tisíc si tak z vaší nemovitosti z počátku minulého století uděláte z teplotního hlediska pasivní dům.. atd.. to by byla bomba a ne jen s nadšením číst desítky objevů měsíčně a tím by to končilo.. autoři, nemáte nějakou zpětnou vazbu ke svým rok starým článkům? Nestěžuji si, baví mne číst i tak, ale jaká pecka by to byla, vidět reálný posun:)
Pane Horčík, trochu mě zaráží vaše srovnávání tloušťky materiálů. Pokud křemíkový wafer bude tlustý 2nm, jak je tlustý molybdenit o tloušťce tří atomů? A ještě k tomu grafenu, experimenty z roku 2004 již prokázaly funkční 100GHz tranzistor a dnes je to již kolem 300GHz. Teoretické maximum grafenu je 1THz. Myslím si, že právě grafen má v budoucnu možnost výpočetní techniku značně ovládnout.