Công nghệ chuyển đổi kỹ thuật chip

Cuộc đua phát triển chất bán dẫn đang ngày càng trở nên khốc liệt. Trước tình trạng thiếu hụt lao động, sự chậm trễ của chuỗi cung ứng và sự khan hiếm vật liệu, các nhà sản xuất chip đang chạy đua để phát triển các sản phẩm bán dẫn mới và cải tiến.

Từ năm 2019 đến năm 2022, chi phí sản xuất tăng 7 phần trăm và giá nhập khẩu tăng 5.7 phần trăm. Các công nghệ đột phá có thể giúp các công ty giải quyết nhu cầu tăng cao và căng thẳng về hậu cần ảnh hưởng đến lợi nhuận của họ.

4 công nghệ sẽ làm thay đổi kỹ thuật bán dẫn

1. Vật liệu composite mềm tự phục hồi, có thể thay đổi hình dạng

Các nhà nghiên cứu của Đại học Carnegie Mellon đã tạo ra "Thubber", một vật liệu composite mềm mới kết hợp chất đàn hồi lỏng với các giọt hợp kim gali indi cực nhỏ. Nó có độ dẫn điện và nhiệt cao, hoạt động từ -80°C đến 200°C, tương tự như cao su silicon lỏng. Thubber tạo ra nhiệt bên trong khi có dòng điện chạy qua, khiến các nguồn nhiệt bên ngoài trở nên không cần thiết. Nó cũng có thể được tạo thành các màng mỏng cực kỳ linh hoạt, khắc phục những thách thức do mỡ nhiệt hoặc tấm nhôm gây ra.

Quét nano-CT của “thubber”, cho thấy các giọt kim loại lỏng siêu nhỏ bên trong vật liệu cao su. Nguồn: Đại học Carnegie Mellon

2. Ống nano cacbon được quấn bằng polyme dạng ruy băng

Các nhà nghiên cứu của Đại học Duke đã phát triển một phương pháp cho chất bán dẫn gốc carbon sử dụng các xi lanh cực nhỏ của các nguyên tử carbon, bền hơn thép và mỏng hơn sợi tóc người. Bước đột phá này giải quyết những hạn chế trước đây khi các xi lanh như vậy không thể tắt được, cản trở các ứng dụng điện tử của chúng. Nhóm nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách bọc các polyme đặc biệt xung quanh các ống nano kim loại, biến chúng từ chất dẫn điện thành chất bán dẫn.

3. Chất nền thủy tinh cho bao bì bán dẫn

Kính có giá cả phải chăng, tính chất nhiệt tuyệt vời và đặc tính vật lý tương tự như silicon. Nó giữ nguyên hình dạng theo thời gian với độ cong vênh hoặc thoái hóa tối thiểu, tăng cường độ bền và hiệu quả của thiết bị điện tử.

Các chất nền thủy tinh hứa hẹn hiệu suất tín hiệu vượt trội so với các chất nền hữu cơ hiện tại, thúc đẩy việc áp dụng ngày càng tăng của chúng trong bao bì bán dẫn tiên tiến. Chúng rất phù hợp cho các ứng dụng mới nổi đòi hỏi các kết nối dày đặc, hiệu suất cao trong thiết bị điện tử thế hệ tiếp theo.

4. Transistor hiệu ứng trường sắt điện hai chiều

Các nhà sản xuất chip đang gấp rút khai thác AI cho các vi mạch, nhưng phải đối mặt với những thách thức do bản chất tiêu tốn nhiều năng lượng của nó. Sự xuất hiện của bóng bán dẫn hiệu ứng trường điện sắt hai chiều, sử dụng hafnium oxide và thiếc sulfide, mang lại những đặc tính điện đầy hứa hẹn. Nó hoạt động nhanh hơn đáng kể so với các khớp thần kinh của con người, với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu, mở đường cho các mạng lưới thần kinh nhân tạo có độ chính xác cao, công suất cực thấp ở cấp độ nano.