جایگزینی مس با گرافن در مدارها، قانون مور را دور می زند!
به گزارش ابزار اپل، فرایند نوآورانه آنتونی پاول بلزا، بنیان گذار شرکت فناوری بلزا، می تواند نقطه عطفی در ساخت تراشه های الکترونیکی نسل آینده باشد.
به گزارش ابزار اپل به نقل از خبرگزاری ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، آنتونی پاول بلزا (Anthony Paul Bellezza)، مخترع و مالک شرکت فناوری های بلزا (Bellezza Technologies)، موفق به توسعه روشی پیشرفته جهت استفاده از گرافن دوبعدی بعنوان جایگزینی برای مس در مدارهای مجتمع (ICs) شده است. فرایند همجوشی گرافن که در دماهای پایین صورت می گیرد، گامی بزرگ در حل یکی از چالش های دیرینه صنعت نیمه رسانا یعنی ادغام گرافن در تراشه ها به حساب می آید.
بلزا در توضیح این موفقیت می گوید: «روش من استفاده از گرافن دوبعدی را بعنوان ماده اتصال دهنده در مدارهای نیمه رسانا ممکن می سازد. این فرایند، پیوندی با مقاومت الکتریکی بسیار پایین و از نوع متالورژیکی میان گرافن و زیرلایه فلزی بوجود می آورد. این تحول، زمینه ساز تولید کامپیوتر هایی سریع تر و کارآمدتر خواهد بود؛ کامپیوتر هایی که دیگر به مدارهای مسی محدود نخواهند بود.»
مدارهای مسی سنتی درحال رسیدن به مرزهای فیزیکی خود هستند؛ کاهش بیشتر ضخامت آنها به افزایش مقاومت الکتریکی منجر می شود. فرایند گرافنی بلزا نه تنها این مانع را دور می زند، بلکه می تواند مسیر ادامه قانون مور (Moore’s Law) را هموار سازد.
یکی از نقاط قوت این فناوری، توانایی اجرای آن در دماهای پایین است؛ زیر ۴۰۰ درجه سانتی گراد و حتی تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد، که با محدودیت های حرارتی تراشه های CMOS سازگار است. مقاومت الکتریکی اتصالات حاصل، به قول بلزا، «تقریباً غیرقابل تشخیص» است؛ موضوعی که باعث افزایش سرعت پردازش و کاهش حرارت تولیدی تراشه ها می شود.
از آنجایی که گرافن رسانایی حرارتی بالایی دارد، حضور آن در ساختار مدار به پراکندگی مؤثر گرما کمک کرده، سبب می شود تراشه ها در دمای پایین تری عمل کنند؛ عاملی کلیدی که برای افزایش دوام و بهره وری در پردازنده ها و تجهیزات الکترونیکی حساس مهم می باشد.
راز موفقیت این فرایند در تغییر ساختار بلوری زیرلایه فلزی نهفته است. بلزا از پوشش های آهن/نیکل (Fe/Ni) بعنوان زیرلایه استفاده می نماید و با عملیات فیزیکی مانند نورد یا تیمار سرمایشی چندثانیه ای، بلورهای مارتنزیتی (Martensite) در سطح ایجاد می شود. این بلورها هنگام گرم شدن، کربن موجود در گرافن را جذب کرده و زمینه ساز اتصال آلیاژی گرافن با سطح فلزی می شوند.
بلزا خاطرنشان می کند که این فرایند برگرفته از روش هایی است که صدها سال در کربنیزه کردن فولاد استفاده شده اند، اما این اولین دفعه است که چنین روشی در مقیاس میکرو و برای کاربرد در مدارهای الکترونیکی پیشرفته به کار رفته است. به قول او، «اتصال ایجادشده در این شیوه، یک پیوند متالورژیکی واقعی است که گرافن را به زیرلایه و تراشه CMOS آلیاژ می کند و باعث کاهش شدید مقاومت در نقطه اتصال می شود.»
بلزا اشاره می کند که پژوهش های وی در زمینه این نوع اتصالات بدون لحیم، از سال ۲۰۰۷ شروع شده اند. در مجموع، تکنولوژی جدید بلزا در زمینه جایگزینی مس با گرافن دوبعدی، افق های نوینی در ساخت پردازنده های سریع تر، کارآمدتر و خنک تر گشوده است. این نوآوری نه تنها از محدودیت های فنی مس عبور می کند، بلکه راه را برای ادغام کامل گرافن در صنعت تراشه سازی، آن هم با روشی اقتصادی و قابل پیاده سازی، هموار می سازد. آینده صنعت نیمه رسانا شاید به زودی، به جای خطوط مسی، بر پایه الیاف گرافنی بنا شود.
منبع: ابزار اپل
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب