Teknoloji Çip Mühendisliğini Dönüştürüyor

Yarı iletken geliştirme yarışı kızışıyor. İşgücü sıkıntısı, tedarik zinciri gecikmeleri ve malzeme kıtlığı karşısında, çip üreticileri yeni ve geliştirilmiş yarı iletken ürünleri geliştirmek için acele ediyor.

2019'dan 2022'ye üretim maliyetleri %7 arttı ve ithalat fiyatları %5.7 yükseldi. Bozucu teknolojiler, şirketlere karlarını etkileyen artan talep ve lojistik gerginliğini aşmanın bir yolunu sunabilir.

Yarı iletken mühendisliğini altüst edecek 4 teknoloji

1. Kendi kendini onaran, şekil değiştiren yumuşak kompozit

Carnegie Mellon Üniversitesi araştırmacıları, sıvı elastomerleri mikroskobik galyum indiyum alaşım damlacıklarıyla birleştiren yeni bir yumuşak kompozit malzeme olan "Thubber"ı yarattılar. Sıvı silikon kauçuğa benzer şekilde -80°C ila 200°C arasında çalışan yüksek elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir. Thubber, elektrik akımı uygulandığında dahili ısıtma üretir ve böylece harici ısı kaynaklarına gerek kalmaz. Ayrıca termal gres veya alüminyum plakaların oluşturduğu zorlukların üstesinden gelerek ultra esnek ince filmlere dönüştürülebilir.

Kauçuk malzemenin içindeki sıvı metal mikro damlacıklarını gösteren "thubber"ın nano-CT taraması. Kaynak: Carnegie Mellon Üniversitesi

2. Karbon nanotüpler Kurdele benzeri polimerle sarılmış

Duke Üniversitesi araştırmacıları, çelikten daha güçlü ve insan saçından daha ince olan mikroskobik karbon atomları silindirleri kullanarak karbon bazlı yarı iletkenler için bir yöntem geliştirdiler. Bu çığır açan buluş, bu tür silindirlerin kapatılamaması ve elektronik uygulamalarını engellemesi nedeniyle daha önceki sınırlamaları ele alıyor. Ekip, metalik nanotüplerin etrafına özel polimerler sararak bunları iletkenlerden yarı iletkenlere dönüştürerek bunu çözdü.

3. Yarı iletken paketleme için cam alt tabakalar

Cam, uygun fiyatlılık, mükemmel termal özellikler ve silikona benzer fiziksel özellikler sunar. Zamanla şeklini minimum eğilme veya bozulma ile koruyarak elektroniklerin dayanıklılığını ve verimliliğini artırır.

Cam alt tabakalar, mevcut organik alt tabakalara kıyasla üstün sinyal performansı vaat ederek gelişmiş yarı iletken paketlemede giderek daha fazla benimsenmelerini sağlar. Yeni nesil elektroniklerde yoğun, yüksek performanslı ara bağlantılar gerektiren yeni uygulamalar için oldukça uygundurlar.

4. İki boyutlu ferroelektrik alan etkili transistör

Yonga üreticileri mikroçipler için yapay zekayı kullanmak için acele ediyorlar, ancak enerji yoğun yapısı nedeniyle zorluklarla karşı karşıyalar. Hafniyum oksit ve kalay sülfür kullanan iki boyutlu ferroelektrik alan etkili transistörün ortaya çıkışı, umut verici elektriksel özellikler sunuyor. İnsan sinapslarından önemli ölçüde daha hızlı çalışıyor ve minimum enerji tüketimiyle nanoskalada ultra düşük güç, yüksek hassasiyetli yapay nöromorfik ağların önünü açıyor.