Saul Griffith: Hardware solutions to everyday problems
תוכן עניינים:
בימינו אנו משייכים אוטומטית מחשבים ומכשירים ניידים שונים לשבבים העשויים מטרנזיסטורים מוליכים למחצה. ואכן במשך שנים רבות הטרנזיסטור היה מרכיב אלקטרוני בכל מקום.
עם זאת, לא תמיד זה היה המקרה. בעבר נעשה שימוש במכשירים המכונים צינורות ואקום, או שסתומים במכשירים אלקטרוניים.
טרנזיסטורים לעומת צינורות / שסתומים ואקום
טרנזיסטור הוא מכשיר בינארי הפועל כמתג, מונע או מאפשר לזרום זרם. ניתן להשתמש בטרנזיסטורים גם כדי להגביר אותות. הם עשויים מחומר מוליכים למחצה.
צינור ואקום מסוגל גם לשלוט בזרימת הזרם אך משיג זאת באמצעות מנגנון שונה לטרנזיסטור. הם גם גדולים בהרבה מטרנזיסטורים.
בעיקרון, לאחר הצגת טרנזיסטורים, תעשיית האלקטרוניקה המריאה בקצב פנומנלי. הדבר התאפשר עקב התכווצותם המתמדת בזכות ההתקדמות העיצובית והטכנולוגית.
כדי להדגיש זאת, מכשירים אלקטרוניים מודרניים מכילים מיליארדי טרנזיסטורים ממש, והם מתאימים לחבילות קטנות יחסית.
ככל שמספר הטרנזיסטורים במכשירים גדל עם השנים, כך גם כוח העיבוד ויכולותיהם של מכשירים אלה.
בקיצור, טרנזיסטורים ומוצרי אלקטרוניקה אחרים מבוססי מוליכים למחצה הם מדהימים. עם זאת, עליך לשים לב שהם אינם חסרי הבעיות שלהם. בשל תכונותיהם של חומרים מוליכים למחצה, זרימת האלקטרונים מוגבלת מעט, מה שעלול לפגוע במכשירים בביצועים בצורה אידיאלית כמו שרוצים.
מבטיח טק חדש
בתשובה אפשרית לנושא זה, צוות מחקר הנדסי מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו (UCSD) יצר לאחרונה מכשירים בקנה מידה מיקרו הדומה לצינורות / השסתומים הפופולריים שפעם היו.
במכשירים אלה אלקטרונים משוחררים לחלל חופשי, כלומר אין שם חומר שמגביל את זרימתם. זה נהדר אבל כדי לשחרר את האלקטרונים האלה, בדרך כלל דרושה אנרגיה רבה כמו שקורה בצינורות / שסתומים הקיימים כיום בשוק.
בדרך כלל יש צורך בטמפרטורות גבוהות / מתח גבוה כדי לשחרר את האלקטרונים. זה כמובן לא הכרחי בהתקני מוליכים למחצה, ותנאים מסוג זה אינם מתאימים להתקנים המסתמכים על מיקרו-אלקטרוניקה. זה אחד הדברים הרבים שהיו עוזרים לעליית טכנולוגיית המוליכים למחצה.
אולם הצוות ב- UCSD נקט גישה חדשה על מנת לעקוף את הבעיה הזו. המכשירים שלהם מיוצרים עם מה שמכונה משטח מטאס עשוי זהב, רכוב על גבי סיליקון עם שכבה של דו תחמוצת סיליקון דחוקה בין לבין.
כדי לשחרר אלקטרונים הצוות משתמש בגישה דו-פעמית; על המכשירים מופעל מתח נמוך ומעל לייזר אינפרא אדום בעל עוצמה נמוכה. זה מוביל לשחרור אלקטרונים אשר בעיקרם קורעים מהמתכת עקב יצירת שדה חשמלי חזק לאחר הפעלה באמצעות הלייזר והמתח.
ביצועים ו- Outlook
בבדיקות, לאחר ההפעלה, המכשירים הציגו עלייה באלף אחוז במוליכות. המכשירים האלה הם אומנם עדיין לא מושלמים, אך הם נועדו מלכתחילה כהוכחת מושג.
ראש הצוות, פרופסור דן זיוונפייפר, קובע כי מכשירים מסוג זה אינם מסוגלים להחליף את כל מגוון התקני המוליכים למחצה, אך הוא מאמין כי יהיו להם אזורים בולטים כמו ביישומים הדורשים תדרים גבוהים או הספק גבוה.
הצוות בוחן שיטות לשיפור המכשירים שלהם, כמו גם הבנה טובה יותר של אופן העבודה שלהם ובדיקת כל היישומים האפשריים.
גרטנר: ירידה במכירות של מוליכים למחצה על צרות כלכליות
תעשיית המוליכים למחצה רשמה ירידה של 12 מיליארד דולר בהכנסות עקב צרות כלכליות, אומר גרטנר.
צ' יפ Makers כדי להעלות את ההוצאות בשנת 2010, SEMI אומר <ההוצאה> על צמחים וציוד המשמש לייצור מוליכים למחצה צפוי לעלות 64 אחוז בשנה הבאה, כך עולה ממחקר שפורסם ב- SEMI. היקף ההוצאות על צמחים וציוד המשמש לייצור מוליכים למחצה צפוי לעלות ב -64% בשנה הבאה, כאשר יותר ממחצית ההוצאות הגיעו משישה יצרני שבבים. עם זאת, ההוצאות על מפעלי המוליכים למחצה - הקרויים fabs - וציוד לייצור שבבים בשנה הבאה יהיו 24.4 מיליארד דולר, לעומת 14.9 מיליארד דולר השנה, סמיקונדקטור חומרים וציוד הבינלאומי (SEMI) אמר בדו"ח. ע
מתוך סכום זה, רוב ההוצאות יבוא מאינטל וסמסונג. סמסונג צפויה להוציא 4 מיליארד דולר ל -5 מיליארד דולר בשנה הבאה לשדרוג קווי ייצור בטקסס ובדרום קוריאה. אינטל צפויה להוציא 3 מיליארד דולר ל -4 מיליארד דולר בשנה הבאה, משום שהיא משדרגת את הצמחים שלה לייצור שבבים באמצעות תהליך ייצור של 32 ננומטרים, כך עולה ממחקר חדש. טכנולוגיות חדשות מאפשרות לחברות לייצר שבבים נוספים על פרוסות סיליקון על ידי צמצום גודל הטרנזיסטורים ותאי הזיכרון. שבבים אלה יכולים גם להיות מהיר יותר לצרוך פחות כוח מאשר שבבים שנעשו באמצעות
שבב קונספט שהוכח אתמול מתוכנית המחקר של Tera-Scale Research Compa מכיל 48 ליבות על שבב סיליקון יחיד. באמצעות שבב ניסויי יחיד זה, השבב הניסויי הזה יכול לאפשר לדורות הבאים של מחשבים ניידים "לראות" בדיוק כפי שאנו, בני האדם, רואים את העולם דרך עינינו.
מהנדסי אינטל רואים את השבב הרב-ליבות הזה כעתיד של מחשוב ענן. כמו כל 48 ליבות של שבב בגודל זה בול בגודל 125 וואט על הביצועים המרבי שלהם, הופעת שבבים דומים יכול לבשר עידן חדש של מרכזי נתונים קטנים יותר באנרגיה, אנרגיה קטנה, מה שהופך את מחשוב ענן זול יותר ונייד יותר. יישומים עבור שבבים אלה כוללים עיבוד מהיר של תמונות, המאפשר שיטות חדשות של אינטראקציה עם מחשבים עם מצלמה, ולא עם מקלדות או עכברים. עם כל כך הרבה כוח עיבוד זמין באזור קטן, "שיעורי ריקודים וירטואליים" ועוד פקדים אינטואיטיביים עבור משחקי ו