Компания Imec продемонстрировала первую в мире сверхпроводящую схему с плотностью 3,8 миллиона джозефсоновских контактов на один квадратный сантиметр.
Imec представила разработку по прикладной сверхпроводимости (Applied Superconductivity Conference, ASC).
Эти результаты могут помочь в масштабировании сверхпроводящих технологий для будущих высокопроизводительных вычислительных систем. Они также могут обеспечить выполнение ресурсоемких задач в современных центрах обработки данных.
В новых схемах используется нитрид ниобия и титана, известный как NbTiN. Компания Imec создала схемы на основе трех металлических слоев. Самые маленькие джозефсоновские переходы имели размер всего 150 нанометров. Эти крошечные компоненты позволяют инженерам размещать больше вычислительных элементов на меньшей площади.
Джозефсоновский переход работает как очень быстрый электронный переключатель. Он может обрабатывать сигналы, потребляя при этом крайне мало энергии. Такая эффективность делает сверхпроводящие схемы интересными для высокопроизводительных вычислений. По оценкам Imec, эта технология в конечном итоге может обеспечить значительную экономию энергии по сравнению с обычными КМОП-чипами. Сверхпроводящие системы также могут обеспечить гораздо более высокую вычислительную плотность и пропускную способность. Эти преимущества могут стать все более важными по мере того, как центры обработки данных будут справляться с растущими рабочими нагрузками.
Этот подход может оказаться особенно полезным для вычислительных систем, в которых передача данных требует значительных затрат энергии. Сверхпроводящие схемы могут снизить некоторые из этих потерь при обработке сигналов на очень высоких скоростях.
Компания Imec также продемонстрировала трехслойную проводку из NbTiN. Самые тонкие провода имели диаметр всего 30 нм.
Это примерно в 10 раз тоньше проводов, используемых в традиционных сверхпроводящих технологиях на основе ниобия. Более тонкие провода помогут инженерам разместить больше соединений на том же пространстве. Эти провода передают сигналы между различными частями схемы. Они также могут соединять компоненты на разных слоях.
У сверхпроводников есть еще одно важное преимущество. При охлаждении до экстремально низких температур они могут проводить электрический ток практически без сопротивления. Это означает, что при прохождении сигналов через систему теряется меньше энергии. Это может помочь инженерам справиться с растущими энергозатратами крупных вычислительных систем.
Компания Imec также может настраивать электрические свойства своих соединений и проводов. Это дает инженерам больше гибкости при проектировании схем для различных областей применения.