اختراق رقيق في شرائح الصين قد يعيد تعريف كفاءة الأجهزة

النقاط الرئيسية

• ابتكار جديد: فريق من جامعة فودان في شنغهاي يدمج مواد رقيقة مع رقائق السيليكون التقليدية.
• الذاكرة: تم تطوير شريحة ذاكرة فلاش NOR ثنائية الأبعاد بسعة 1 كيلوبايت.
• الأداء: تعمل الشريحة بسرعة 5 ميغاهيرتز مع زمن برمجة ومسح يبلغ 20 نانوثانية.
• الطاقة: استهلاك منخفض للطاقة مقارنة بالذاكرة التقليدية.

التفاصيل

قام باحثون من جامعة فودان بتطوير نموذج أولي يدمج طبقات رقيقة من المواد الثنائية الأبعاد مع رقائق السيليكون التقليدية. قاد الفريق البروفيسور تشونسون ليو، حيث نجحوا في دمج وحدة ذاكرة ثنائية الأبعاد بسمك طبقة واحدة مباشرة على شريحة CMOS السيليكون. تم نشر الدراسة في مجلة Nature، وتفاصيل كيفية تجاوز عملية "Atom2Chip" هشاشة المواد الثنائية الأبعاد مثل ثنائي كبريتيد الموليبدينوم (MoS₂).

لجعل هذا الدمج ممكنًا، قام الباحثون بإنشاء عملية متكاملة على الشريحة تربط الطبقة الثنائية الأبعاد بسطح السيليكون غير المستوي دون إلحاق الضرر به. توفر حزمة واقية حماية للطبقة الرقيقة للغاية، بينما يسمح واجهة متعددة المنصات بنقل البيانات بسلاسة بين الدوائر الثنائية الأبعاد ومكونات CMOS القياسية.

لماذا هذا الخبر مهم؟

يمثل هذا الابتكار خطوة هامة نحو تجاوز حدود تصنيع السيليكون، حيث توفر المواد الثنائية الأبعاد مثل MoS₂ دقة على مستوى الذرات لمزيد من التصغير. على الرغم من أن هذا النموذج الأولي يركز على الذاكرة، إلا أن نفس الهندسة يمكن أن تمتد إلى البوابات المنطقية والمعالجات، مما قد يؤدي إلى تطوير أجهزة قابلة للارتداء رقيقة للغاية مع عمر بطارية طويل أو مسرعات ذكاء اصطناعي تعمل بكفاءة تحت أحمال ثقيلة.

خلفية سريعة

تاريخ تصنيع الرقائق يعتمد بشكل كبير على السيليكون، لكن الاقتراب من الحدود الفيزيائية لهذا العنصر دفع الباحثين للبحث عن بدائل أكثر كفاءة. لطالما كانت جهود دمج المواد الثنائية الأبعاد مع السيليكون تعاني من عدم استقرار المواد وعدم توافق العمليات. تقدم جامعة فودان حلاً عمليًا، مما يفتح آفاقًا جديدة في تصميم الرقائق قد تؤدي إلى عصر جديد من الإلكترونيات.

المصدر: الرابط الأصلي