Các nhà nghiên cứu tại Trung Quốc cho biết họ đã chế tạo thành công một loại transistor không dùng bản mạch silicon mới, có thể giúp tăng hiệu suất đáng kể trong khi giảm tiêu thụ năng lượng, thậm chí có thể giúp sản xuất bộ vi xử lý nhanh nhất thế giới.
Nhóm nghiên cứu khẳng định, phát minh này mở ra một hướng đi mới cho lĩnh vực nghiên cứu transistor.
Theo tờ South China Morning Post, các nhà khoa học cho biết loại transistor mới có thể được tích hợp vào các con chip, và trong tương lai những con chip này có thể hoạt động nhanh hơn 40% so với các bộ xử lý silicon tốt nhất hiện nay do các công ty Mỹ như Intel sản xuất.
Mặc dù công suất tăng mạnh như vậy, nhóm nghiên cứu cho rằng các con chip này sẽ tiêu thụ ít hơn 10% năng lượng. Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố ngày 13-2 trên tạp chí Nature.
Tác giả chính của nghiên cứu, ông Hailin Peng, giáo sư hóa học tại Đại học Bắc Kinh, nói với South China Morning Post: “Nếu các cải tiến chip dựa trên vật liệu hiện tại được coi là ‘đường tắt’, thì việc chúng tôi phát triển các transistor dựa trên vật liệu 2D giống như ‘đổi làn đường’.”
Một loại transistor mới không dùng silicon
Những cải tiến về hiệu suất và tính hiệu quả này có thể đạt được là nhờ vào kiến trúc đặc biệt của con chip, cụ thể là loại transistor hai chiều không dùng bản mạch silicon mà các nhà khoa học đã chế tạo. Loại transistor này là transistor hiệu ứng trường bao cổng hoàn toàn (a gate-all-around field-effect transistor — GAAFET). Không giống như thiết kế transistor FinFET trước đó, transistor GAAFET bao quanh nguồn bằng cổng ở cả bốn mặt thay vì chỉ ba mặt.
Về cơ bản, transistor là một thiết bị bán dẫn được tìm thấy trong mọi con chip máy tính. Mỗi transistor có ba thành phần chính là nguồn (source), cổng (gate) và máng (drain), cho phép nó hoạt động như một công tắc.
Cổng là bộ phận giúp transistor kiểm soát dòng điện giữa nguồn và máng, có thể đóng vai trò như một công tắc hoặc bộ khuếch đại. Khi bao quanh hoàn toàn nguồn (hoặc nhiều nguồn, vì một số transistor có nhiều nguồn) thay vì chỉ ba mặt như trong transistor thông thường, cổng này sẽ giúp cải thiện cả hiệu suất lẫn hiệu quả năng lượng.
Theo nghiên cứu mới, transistor bismuth 2D ít giòn và linh hoạt hơn so với các transistor làm từ bản mạch silicon truyền thống. Ảnh: Getty Images
