IBM будет собирать чипы следующего поколения при помощи ДНК
Ученые из IBM совместно с коллегами из Калифорнийского технологического института (КТИ) добились впечатлающих результатов в процессе объединения технологии самосборки молекул ДНК и современных технологий производства микросхем. По словам ученых, разработанная ими методика позволит резко сократить затраты при миниатюризации транзисторов после достижения производителями чипов технологической нормы в 22-нанометра.
Как известно, сейчас наиболее совершенные микросхемы выпускаются на базе 45-нм технологии. К концу нынешнего года корпорации Intel, AMD и IBM планируют начать выпуск чипов на базе 32-нм техпроцесса. В дальнейшем же предполагается переход на 22-нм норму. Однако любое совершенствование (то есть уменьшение) технологической нормы влечет для производителей колоссальные затраты. Есть и проблема молекулярного уровня: при дальнейшем уменьшении величины транзисторов затвор транзистора становится настолько тонким, что теряет свои свойства. Управлять протеканием тока в таком транзисторе уже намного сложнее. Именно для стабилизации электрических свойств транзистора при переходе на 45-нм технорму корпорация Intel была вынуждена применить новый (и очень дорогой) полупроводниковый материал – гафний.
Как говорят ученые, работающие на IBM, после перехода на 22-нм технологическую норму дальнейшее использование существующих материалов будет невозможным. Чтобы преодолеть этот барьер, производители микросхем и начали исследования новых материалов. Весьма перспективными сейчас признаются углеродные нанотрубки и кремниевые нанопроволоки. Кроме того, инженеры IBM предлагают использовать молекулы ДНК, автоматически собирающиеся в определенные узоры, для создания технологии самосборки токопроводящих частиц. Такие молекулы могут служить основой для создания токопроводящих схем внутри чипов с размером транзисторов значительно меньше 22 нм. Это позволит массово выпускать микрочипы с еще более плотной интеграцией, работающих на более высоких скоростях.
Самособирающиеся молекулы ДНК позволяют создавать своего рода миниатюрные печатные платы, на которых затем будут размещаться радиодетали – в данном случае, углеродные нанотрубки, нанопроволоки и наночастицы, размер которых будет существенно меньше нынешних компонентов микросхем.
Согласно словам Спайка Нарайяна, директора группы Science & Technology в IBM Research, затраты, возникающие в процессе миниатюризации, являются фактором, ограничивающим дальнейшее действие Закона Мура. Совмещенное использование технологии самосборки частиц с современными технологиями производства микрочипов в конечном счете может привести к существенному сокращению издержек, которые возникают на самом важном этапе производства чипов.
Ученые обстоятельно изучили процесс самосборки ДНК и уже научились получать те узоры, которые им нужны. Процесс происходит в специальном растворе между длинной молекулярной цепочкой вирусной ДНК и короткими цепочками синтетического олигонуклеотида. Эти короткие цепочки выполняют роль своего рода крепежа, формируя из длинных молекул ДНК нужные двумерные фигуры. Цепочки-крепежи можно размещать на расстоянии до 6 нанометров друг от друга. Таким образом, фигуры из ДНК – такие, как квадраты, треугольники и звезды, – получаются размером от 100 до 150 нм от вершины до вершины с диаметром двойной спирали ДНК. После создания схем из таких узоров эстафета производственного процесса переходит к существующим технологиям – на базе молекулярной схемы создается традиционный трафарет для фотолитографии.
Впрочем, пока ни о каких возможных сроках внедрения такой технологии в массовое производство ученые не сообщают. Все-таки молекулярную биологию пока еще сложно назвать точной наукой, да и любые эксперименты с ДНК, что называется, чреваты.
Антон Платов
Как известно, сейчас наиболее совершенные микросхемы выпускаются на базе 45-нм технологии. К концу нынешнего года корпорации Intel, AMD и IBM планируют начать выпуск чипов на базе 32-нм техпроцесса. В дальнейшем же предполагается переход на 22-нм норму. Однако любое совершенствование (то есть уменьшение) технологической нормы влечет для производителей колоссальные затраты. Есть и проблема молекулярного уровня: при дальнейшем уменьшении величины транзисторов затвор транзистора становится настолько тонким, что теряет свои свойства. Управлять протеканием тока в таком транзисторе уже намного сложнее. Именно для стабилизации электрических свойств транзистора при переходе на 45-нм технорму корпорация Intel была вынуждена применить новый (и очень дорогой) полупроводниковый материал – гафний.
Как говорят ученые, работающие на IBM, после перехода на 22-нм технологическую норму дальнейшее использование существующих материалов будет невозможным. Чтобы преодолеть этот барьер, производители микросхем и начали исследования новых материалов. Весьма перспективными сейчас признаются углеродные нанотрубки и кремниевые нанопроволоки. Кроме того, инженеры IBM предлагают использовать молекулы ДНК, автоматически собирающиеся в определенные узоры, для создания технологии самосборки токопроводящих частиц. Такие молекулы могут служить основой для создания токопроводящих схем внутри чипов с размером транзисторов значительно меньше 22 нм. Это позволит массово выпускать микрочипы с еще более плотной интеграцией, работающих на более высоких скоростях.
Самособирающиеся молекулы ДНК позволяют создавать своего рода миниатюрные печатные платы, на которых затем будут размещаться радиодетали – в данном случае, углеродные нанотрубки, нанопроволоки и наночастицы, размер которых будет существенно меньше нынешних компонентов микросхем.
Согласно словам Спайка Нарайяна, директора группы Science & Technology в IBM Research, затраты, возникающие в процессе миниатюризации, являются фактором, ограничивающим дальнейшее действие Закона Мура. Совмещенное использование технологии самосборки частиц с современными технологиями производства микрочипов в конечном счете может привести к существенному сокращению издержек, которые возникают на самом важном этапе производства чипов.
Ученые обстоятельно изучили процесс самосборки ДНК и уже научились получать те узоры, которые им нужны. Процесс происходит в специальном растворе между длинной молекулярной цепочкой вирусной ДНК и короткими цепочками синтетического олигонуклеотида. Эти короткие цепочки выполняют роль своего рода крепежа, формируя из длинных молекул ДНК нужные двумерные фигуры. Цепочки-крепежи можно размещать на расстоянии до 6 нанометров друг от друга. Таким образом, фигуры из ДНК – такие, как квадраты, треугольники и звезды, – получаются размером от 100 до 150 нм от вершины до вершины с диаметром двойной спирали ДНК. После создания схем из таких узоров эстафета производственного процесса переходит к существующим технологиям – на базе молекулярной схемы создается традиционный трафарет для фотолитографии.
Впрочем, пока ни о каких возможных сроках внедрения такой технологии в массовое производство ученые не сообщают. Все-таки молекулярную биологию пока еще сложно назвать точной наукой, да и любые эксперименты с ДНК, что называется, чреваты.
Антон Платов
