Китайські вчені з Університету Фудань вперше створили повноцінний чип пам’яті завтовшки у кілька атомів та інтегрували його у традиційні мікросхеми. 

Десятиріччя інновацій дозволили зменшити розміри схем на чипах і розміщувати на кремнієвих підкладках мільярди крихітних компонентів. Однак кремнієві чипи наближаються до межі власних розмірів.

У зв’язку з цим китайські інженери пропонують використовувати 2D-матеріали, що складаються з одного шару атомів і які можна зменшити ще більше, зберігши при цьому чудову електропровідність.

Досі проблема таких двовимірних матеріалів як, наприклад, графен, полягала у тому, що з них можна було утворювати лише прості мікросхеми. Окрім цього їх важко було під’єднати до традиційних процесорів.

Команді дослідників під керівництвом Чунсена Лю з Фуданського Університету вперше вдалось успішно інтегрувати двовимірні комірки пам’яті безпосередньо у кремнієвий чип, створивши перший у світі 2D-кремнієвий чип з гібридною архітектурою.

Це вдалось завдяки спеціально розробленій технології ATOM2CHIP, яка дозволяє виростити двовимірний матеріал пам’яті завтовшки у кілька атомів на стандартному кремнієвому чипі. Таким чином було розв’язано важливу інженерну задачу — надійне з’єднання надтонкого двовимірного шару та забезпечення зв’язку з товстішими кремнієвими схемами під ним. Дослідники також розробили тип пакування для захисту крихких 2D-матеріалів від механічного впливу, тепла та статичної електрики.

Для демонстрації ефективної роботи чипа команда провела випробування на частоті 5 МГц. Вони використали тестову платформу під назвою “шахове програмування”, щоб переконатись у надійній роботі кожного компонента системи пам’яті.

Створений чип не є лабораторним прототипом, а представляє повноцінний пристрій, здатний працювати у реальних умовах. Він споживає менше енергії, працює швидше за традиційну кремнієву пам’ять та виконує складні операції, як того вимагають сучасні системи та застосунки. Ця робота може започаткувати покоління надшвидкої пам’яті для більш компактних, швидких і надійних чипів та призвести до прориву в передових обчисленнях на базі штучного інтелекту та фундаментально змінити способи зберігання та обробки інформації у комп’ютерах.

Результати опубліковані у журналі Nature

Джерело: TechXplore