चिप इंजीनियरिंग में बदलाव लाने वाली तकनीक

सेमीकंडक्टर विकास की दौड़ तेज हो रही है। श्रम की कमी, आपूर्ति श्रृंखला में देरी और सामग्री की कमी को देखते हुए, चिप निर्माता नए और बेहतर सेमीकंडक्टर उत्पादों को विकसित करने की होड़ में लगे हुए हैं।

2019 से 2022 तक, विनिर्माण लागत में 7 प्रतिशत की वृद्धि हुई और आयात की कीमतों में 5.7 प्रतिशत की वृद्धि हुई। विघटनकारी प्रौद्योगिकियाँ कंपनियों को बढ़ती मांग और रसद तनाव से निपटने का एक तरीका दे सकती हैं जो उनके लाभ को प्रभावित कर रहा है।

4 प्रौद्योगिकियां सेमीकंडक्टर इंजीनियरिंग में क्रांति ला देंगी

1. स्वयं-उपचार करने वाला, आकार-परिवर्तन करने वाला मुलायम मिश्रण

कार्नेगी मेलन यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने "थबर" नामक एक नया मुलायम मिश्रित पदार्थ बनाया है, जिसमें सूक्ष्म गैलियम इंडियम मिश्र धातु की बूंदों के साथ तरल इलास्टोमर्स को मिलाया गया है। इसमें उच्च विद्युत और तापीय चालकता है, जो -80°C से 200°C तक काम करता है, जो कि तरल सिलिकॉन रबर के समान है। जब विद्युत धारा लगाई जाती है तो थबर आंतरिक ताप उत्पन्न करता है, जिससे बाहरी ताप स्रोतों की आवश्यकता नहीं होती। इसे अति-लचीली पतली फिल्मों में भी ढाला जा सकता है, जो थर्मल ग्रीस या एल्युमिनियम प्लेटों द्वारा उत्पन्न चुनौतियों पर काबू पाती हैं।

“थबर” का नैनो-सीटी स्कैन, रबर सामग्री के अंदर तरल धातु की सूक्ष्म बूंदें दिखा रहा है। स्रोत: कार्नेगी मेलन यूनिवर्सिटी

2. कार्बन नैनोट्यूब रिबन जैसे पॉलीमर से लिपटा हुआ

ड्यूक यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने कार्बन परमाणुओं के सूक्ष्म सिलेंडरों का उपयोग करके कार्बन-आधारित अर्धचालकों के लिए एक विधि विकसित की है, जो स्टील से भी अधिक मजबूत और मानव बाल से भी पतले हैं। यह सफलता पिछली सीमाओं को संबोधित करती है जहां ऐसे सिलेंडरों को बंद नहीं किया जा सकता था, जिससे उनके इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में बाधा उत्पन्न होती थी। टीम ने धातु नैनोट्यूब के चारों ओर विशेष पॉलिमर लपेटकर, उन्हें कंडक्टर से अर्धचालक में बदलकर इस समस्या का समाधान किया।

3. सेमीकंडक्टर पैकेजिंग के लिए ग्लास सबस्ट्रेट्स

कांच किफायती है, इसमें बेहतरीन तापीय गुण हैं और सिलिकॉन जैसी भौतिक विशेषताएं हैं। यह समय के साथ अपने आकार को बनाए रखता है और कम से कम विकृत या खराब होता है, जिससे इलेक्ट्रॉनिक्स की स्थायित्व और दक्षता बढ़ती है।

ग्लास सब्सट्रेट मौजूदा ऑर्गेनिक सब्सट्रेट की तुलना में बेहतर सिग्नल प्रदर्शन का वादा करते हैं, जिससे उन्नत सेमीकंडक्टर पैकेजिंग में उनका उपयोग बढ़ रहा है। वे उभरते अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जो अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स में घने, उच्च-प्रदर्शन इंटरकनेक्ट की मांग करते हैं।

4. द्वि-आयामी फेरोइलेक्ट्रिक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर

चिप निर्माता माइक्रोचिप्स के लिए एआई का उपयोग करने की जल्दी में हैं, लेकिन इसकी ऊर्जा-गहन प्रकृति के कारण चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है। हेफ़नियम ऑक्साइड और टिन सल्फाइड का उपयोग करके दो-आयामी फेरोइलेक्ट्रिक फ़ील्ड-इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर का उद्भव आशाजनक विद्युत विशेषताएँ प्रदान करता है। यह मानव सिनेप्स की तुलना में काफी तेज़ी से काम करता है, न्यूनतम ऊर्जा खपत के साथ, नैनोस्केल पर अल्ट्रालो-पावर, उच्च-सटीक कृत्रिम न्यूरोमॉर्फिक नेटवर्क के लिए रास्ता बनाता है।