KAIST оценил предел масштабирования транзисторов ниже 4 нм

Исследователи из KAIST предложили способ заранее рассчитывать, до каких размеров можно уменьшать транзисторы, не доводя дело до серии дорогих экспериментов. В работе на атомном уровне они показали, что предел миниатюризации не сводится к одной универсальной цифре и зависит от материала канала, металла контакта и его геометрии. Для части конфигураций модель дала границу ниже 4 нм, то есть меньше уровня, который

обычно считают практическим пределом для таких структур. Речь идет о фундаментальной проблеме современной микроэлектроники. Производители уже говорят о 2-нм техпроцессах, однако маркетинговое обозначение узла давно не равно реальному размеру всех элементов транзистора. По мере уменьшения активных областей растут утечки тока, а

квантовое туннелирование начинает мешать нормальному переключению. На этом этапе классические модели работают все хуже, а цена ошибки в разработке растет. Команда под руководством профессора Ён-Хуна Кима использовала расчеты «из первых принципов», то есть без подгонки параметров под уже известные измерения. В основе лежит методика MS-DFT, расширяющая стандартную теорию

функционала плотности для моделирования не только материалов, но и целых электронных устройств с интерфейсами металл-полупроводник. Исследователи воспроизвели вычислительный вариант метода длины переноса, который в промышленности применяют для оценки контактного сопротивления. В качестве тестовой платформы они выбрали монослой MoS2, один из самых обсуждаемых

двумерных полупроводников для будущих транзисторов. Модель показала, что глубина проникновения электронов в канал и уровень утечек зависят не только от самого полупроводника, но и от работы выхода металла, а также от формы контакта. Иными словами, критическая длина, на которой туннелирование начинает разрушать управление током, не является фиксированной константой. Главный практический вывод в том, что предел можно сдвигать инженерно. В ряде конфигураций расчетная критическая длина

оказалась ниже 4 нм. Авторы также предлагают комбинировать двумерные материалы с разными свойствами, чтобы одновременно снижать энергопотребление и сохранять управляемость канала. Для отрасли это важнее академической аккуратности, чем может показаться: изготовление опытных пластин на

узлах следующего поколения обходится в миллионы долларов, и любая возможность отсеять неработающие варианты на стадии моделирования экономит время и деньги. Предел масштабирования транзисторов Полупроводниковая индустрия уже несколько лет живет в режиме, когда уменьшение «нанометров» перестало быть прямой мерой геометрии. У TSMC и Samsung массовые 2-нм процессы ожидаются в 2025-2026 годах, Intel

готовит узлы 18A и следующие поколения с транзисторами RibbonFET и новой схемой питания. За каждым таким шагом стоит одна и та же задача: сохранить контроль над током, когда длина канала, толщина диэлектрика и параметры контактов выходят на атомный масштаб. Именно поэтому производители давно ушли от плоских транзисторов к FinFET, а теперь переходят к gate-all-around-структурам. Они лучше удерживают канал под контролем затвора и позволяют продолжать масштабирование там, где

старые схемы уже дают слишком высокие утечки. Однако даже gate-all-around не отменяет фундаментальную проблему контактов: если электроны начинают проходить через барьеры слишком легко, логический «ноль» становится дорогим удовольствием. Двумерные материалы в этом контексте обсуждают не первый год. Помимо MoS2, в лабораториях тестируют WS2, WSe2 и другие однослойные полупроводники, поскольку экстремально малая толщина канала помогает лучше подавлять

короткоканальные эффекты. В 2023 году IBM и Samsung отдельно демонстрировали исследования в области вертикальных и 2D-транзисторных структур, а европейский центр imec регулярно включает подобные материалы в дорожные карты после 2030 года. До фабричного конвейера от этих работ еще далеко, но именно на таком уровне сейчас ищут запас для

следующего витка масштабирования. Есть и экономическая причина интереса к подобным моделям. По оценкам отраслевых ассоциаций, строительство современной фабрики уже требует инвестиций порядка 20-30 млрд долларов, а разработка нового техпроцесса занимает годы. Если вычислительная модель позволяет

заранее понять, какой металл или какая геометрия контакта упрется в утечки, это сокращает число итераций еще до запуска дорогостоящего производства. В микроэлектронике такой фильтр ценят не меньше, чем новый материал. TSMC и Samsung готовят массовые 2-нм узлы в 2025-2026

годах Intel переводит новые поколения на gate-all-around-транзисторы Современная фабрика обходится отрасли в десятки миллиардов долларов 2D-материалы рассматривают как платформу для узлов после 2030 года Работа KAIST не обещает мгновенного перехода к суб-4-нм физическим каналам в серийных чипах. Она задает более узкий и полезный вопрос: какие комбинации материалов и контактов стоит проверять на практике. Ответ на него отрасль получит

быстро, потому что гонка за следующим поколением транзисторов уже идет, а первые решения для узлов за пределами 2 нм производителям понадобятся до конца десятилетия.

KAIST оценил предел масштабирования транзисторов ниже 4 нм

Сообщает itzine.ru

Новость из рубрики: Технологии и Hi-Tech

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ Новости Недели

Автодор сообщил о планах увеличить предел разрешенной скорости на трех трассах 17:00, 25 Май «Автодор» сообщил о планах увеличить предел разрешенной скорости на трех трассах К концу года водителям разрешат разгоняться до 110 километров в час на участках магистралей в Крыму и других регионах, сообщили в «Автодоре». В ближа...

12:00, 05 Июн Хрупкий предел пройден: в Японии создали проводник тоньше человеческого волоса Представьте, что вы пытаетесь собрать сложнейший часовой механизм, используя вместо отверток огромные бревна. Примерно так чувствуют себя инженеры, к...

21:00, 09 Май Квантовый предел скорости: физики вычислили минимальное время «перемешивания» информации во Вселенной Теоретики доказали существование универсального скоростного барьера передачи данных в квантовых системахГруппа физиков-теоретиков из США под руководс...

15:00, 02 Май АвтоВАЗ оценил стоимость модернизации производства В период планового оплачиваемого корпоративного отпуска (с 1 по 13 мая) АвтоВАЗ проведёт масштабный комплекс работ по установке нового технологическо...

22:00, 02 Май Спросил Чат ГПТ, красивый я или нет. Он оценил мою внешность как профи В соцсетях набирает обороты новый тренд — пользователи просят ChatGPT оценить их внешность и получают подробный отчет с баллами, сильными и слабыми с...

05:00, 14 Май Глава РОАД оценил перспективы электромобилей в России Президент Ассоциации «Российские автомобильные дилеры» (РОАД) Алексей Подщеколдин оценил перспективы рынка электромобилей в России. По мнению эксперт...

00:00, 03 Июн ВТБ оценил потенциал новых отраслей для ГЧП в 1 трлн рублей Аналитики ВТБ Инфраструктурный Холдинг оценили потенциал рынка государственно-частного партнерства в новых секторах экономики. Согласно исследованию,...

08:00, 10 Май Уиллем Дефо оценил российский павильон на 61-й Венецианской биеннале Голливудский актёр Уиллем Дефо посетил российский павильон 61-й Венецианской биеннале, которая в эти дни открылась в Италии. 70-летний Дефо заявил жу...

20:00, 23 Июн Экс-тренер Пятибратов оценил противостояние Мбаппе и Холанда на ЧМ-2026 Нападающие сборных Франции и Норвегии Килиан Мбаппе и Эрлинг Холанд демонстрируют выдающуюся результативность на чемпионате мира по футболу 2026 года...

04:00, 06 Июн Эксперт оценил планы ввести новые правила оплаты парковок В России может появиться возможность оплачивать парковку постфактум – в течение 24 часов с момента остановки. Такую инициативу Минтранса уже вынесли ...

06:00, 17 Июн Тайна на глубине: военный оценил разгадку аномалии Бермудского треугольника Военный эксперт, капитан первого ранга запаса Василий Дандыкин в эксклюзивном интервью aif.ru прокомментировал нашумевшую гипотезу британского ученог...

10:00, 21 Май Путин оценил роль полярников в расширении присутствия России в Арктике Президент Владимир Путин поздравил полярников с профессиональным праздником, отметив их роль в наращивании присутствия России в Арктике и Антарктике....

13:00, 27 Апр Министр труда РФ высоко оценил занятость молодежи Тверской области 24 апреля рабочую поездку в Тверскую область провел министр труда и социальной защиты РФ Антон Котяков. Вместе с главой Верхневолжья Виталием Королев...

23:00, 17 Май Hyundai Ioniq V выглядит как Lamborghini, но его мощность ниже Elantra Hyundai Ioniq V, дебютировавший в Пекине в прошлом месяце, создан исключительно для китайского рынка и кардинально отличается от западных моделей Ion...

09:00, 18 Июн Стоимость газа на европейских биржах опустилась ниже 480 долларов В ходе утренних торгов стоимость голубого топлива на европейских площадках продемонстрировала существенное падение, потеряв 5% от предыдущих значений...

07:00, 12 Июн Биткойн упал ниже $60 тысяч впервые с осени. Всё из-за IPO SpaceX Биткойн опустился ниже $60 тысяч — это новый локальный минимум с осени 2024 года. За неделю криптовалюта потеряла более 13% стоимости. Аналитики связ...

15:00, 12 Май Уиллем Дефо оценил российский павильон на Венецианской биеннале и встретился с Ксений Собчак Голливудский актёр Уиллем Дефо посетил российский павильон 61-й Венецианской биеннале, которая в эти дни открылась в Италии. 70-летний Дефо заявил жу...

22:00, 04 Июн «Давить на Моди бесполезно»: Путин оценил попытки вмешиваться в отношения России и Индии США предпринимают попытки воздействовать на Индию по ряду вопросов, включая взаимодействие с Россией. Об этом заявил президент России Владимир Путин ...

00:00, 20 Апр В Россию вернулась привычная надежная Skoda с ценой ниже, чем у «китайцев» Skoda Octavia в её привычном для россиян виде с просторным багажником и удобным салоном теперь поставляется только из Китая. Речь идёт об особой верс...

05:00, 19 Апр Ставки ниже психологической отметки: как изменится рынок накоплений в России В 2026 году российский финансовый ландшафт претерпевает существенную трансформацию, заставляя частных инвесторов пересматривать свои стратегии накопл...

10:00, 18 Апр В Россию привезли интересного «японца» с продуманным салоном и ценой ниже Нивы На российском рынке теперь можно купить Suzuki Hustler, правда, пока в единичных экземплярах. Этот японский кей-кар, который официально никогда не по...

10:00, 18 Апр В России появилась надежная семейная Тойота с ценой намного ниже «китайцев» Семиместные кроссоверы Toyota Rush теперь можно найти и на российском рынке, хотя и в штучных количествах. Их везут к нам из Объединённых Арабских Эм...

14:00, 22 Июн Индекс Мосбиржи обвалился ниже 2400 пунктов. Что обрушило весь российский рынок Российский фондовый рынок начал неделю с резкого падения. Индекс Мосбиржи опустился до минимума с 2024 года, пробив психологическую отметку 2400 пунк...

16:00, 20 Май Google запустила новую модель ИИ Gemini 3.5 Flash. Её цена вдвое ниже конкурентов Компания Google представила обновлённое семейство моделей искусственного интеллекта Gemini 3.5, начав с облегчённой версии 3.5 Flash. Новинка уже дос...

22:00, 24 Апр Глава РСПП призвал снизить ставку ЦБ ниже 10%. Почему бизнес ждёт более радикальных мер Центробанк снизил ключевую ставку на 0,5 процентных пункта — с 15% до 14,5%. Однако глава Российского союза промышленников и предпринимателей Алексан...

06:00, 21 Май Доллар упал ниже 71 рубля впервые за два с лишним года. При каких условиях он может опуститься до 70 Внебиржевой курс доллара опустился ниже 71 рубля — это минимум с начала 2023 года. В течение торговой сессии американская валюта упала до 70,98 рубля...

20:00, 11 Июн Цены в разы ниже привычных: в Турции определили список мест, где массовый поток еще ничего не испортил Турция радикально меняет подход к организации летнего отдыха в сезоне 2026 года, предлагая путешественникам альтернативу привычному формату All Inclu...

00:00, 17 Июн OpenAI впервые теряет контроль над рынком ИИ-ассистентов: доля ChatGPT упала ниже 50% на фоне роста Gemini и Claude ChatGPT остаётся лидером по пользователям, но теряет долю рынка, а конкуренты усиливаются за счёт интеграции, монетизации и удержания аудиторииСпустя...

03:00, 22 Май В РЖД появился вагон, где все купе одноместные: цена ниже СВ и завтрак включен — поезд, в котором можно поспать в тишине и комфорте https://pass.rzd.ru/luxtrainВ РЖД появился вагон, где каждое купе продаётся только одному пассажиру. Это принципиально новый формат: вы получаете не ...