Китайские ученые разработали самый маленький в мире сегнетоэлектрический транзистор со сверхнизким энергопотреблением

В современных технологиях производства полупроводников рабочее напряжение логических микросхем снижено до 0,7 вольта для достижения высокой энергоэффективности. Однако для выполнения операций записи в основной энергонезависимой памяти, такой как флэш-память NAND, требуется  напряжение не менее 5 вольт.

Это несоответствие привело к необходимости интеграции сложных схем для повышения или понижения напряжения, чтобы обеспечить взаимодействие между логическими блоками и блоками памяти. Такая интеграция привела к дополнительному энергопотреблению, нерациональному использованию пространства и возникновению узких мест при передаче данных между логическими блоками и памятью.

В типичных чипах для искусственного интеллекта от 60 до 90 процентов общего энергопотребления уходит на передачу данных, а не на вычисления. Это стало одним из основных факторов, ограничивающих рост вычислительной мощности и энергоэффективности ИИ.

Команда исследователей из Пекинского университета разработала нанозатворные сегнетоэлектрические транзисторы со сверхнизким рабочим напряжением 0,6 вольта, успешно уменьшив физический размер затвора до 1 нанометра.

Ученые отмечают,  что эти нанотранзисторы с сегнетоэлектрическим эффектом демонстрируют превосходную производительность при работе с памятью и впервые обеспечивают совместимость по напряжению между устройствами сегнетоэлектрической памяти и логическими транзисторами. Физический механизм, лежащий в основе этой технологии, имеет большое значение для развития сектора памяти.

Принцип, лежащий в основе этой технологии, универсален и может быть применен к основным сегнетоэлектрическим материалам. Кроме того, его можно производить в промышленных масштабах с использованием стандартных промышленных процессов, что свидетельствует о высокой промышленной совместимости.