ขณะที่เรารู้ว่าเทคโนโลยีซิลิกอนนั้นมีข้อจำกัดทำให้ไม่สามารถลดขนาดการผลิตลงไปได้มากกว่านี้มากนัก แต่ทางออกจากซิลิกอนในวันนี้ก็ยังไม่มีทางไหนที่เป็นความหวังที่ชัดเจน ล่าสุดไอบีเอ็มก็ประกาศความสำเร็จในการพัฒนาทรานซิสเตอร์ด้วยท่อคาร์บอนนาโน (carbon nanotube) ทำให้ได้ทรานซิสเตอร์ขนาดเพียง 9 นาโนเมตรเท่านั้น

คุณสมบัติของท่อคาร์บอนนาโนเมื่อนำมาทำเป็นทรานซิสเตอร์นั้นทำให้ได้ทรานซิสเตอร์ที่กินพลังงานต่ำกว่าและรองรับกระแสได้มากกว่า ในแง่ของการออกแบบชิปแล้วการใช้ท่อคาร์บอนนาโนจะทำให้การออกแบบชิปโดยรวมทำได้ง่ายขึ้นและชิปกินพลังงานต่ำลง

แต่แม้ว่าท่อคาร์บอนนาโนจะแสดงคุณสมบัติที่ดีกว่าหลายๆ อย่างแต่ก่อนหน้านี้มันยังใช้เพียงแสดงคุณสมบัติด้วยกระบวนการผลิตในขนาดเดียวกับซิลิกอนเท่านั้น งานวิจัยของไอบีเอ็มครั้งนี้เป็นการแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่ท่อคาร์บอนนาโนจะผ่านกำแพง 10 นาโนเมตรซึ่งเชื่อกันว่าเทคโนโลยีซิลิกอนจะไม่สามารถผลิตชิปด้วยลายวงจรที่เล็กกว่านี้ได้

ปัญหาสำคัญของท่อคาร์บอนนาโนคือกระบวนการผลิต ที่นักวิจัยต้องหาทางผลิตวงจรที่ใช้ท่อคาร์บอนนาโนร่วมกับท่อธาตูกลุ่มโลหะล้วนๆ โดยไม่ต้องพึ่งซิลิกอน และกระบวนการวางท่อคาร์บอนนาโนจำนวนมากๆ ด้วยความแม่นยำสูงเพื่อผลิตชิป

ที่มา - Technology Review

ที่งาน ISSCC 2011 ปีนี้นอกจากบริษัทซีพียูจะมาแสดงผลงานการออกแบบสถาปัตยกรรมใหม่ๆ กันแล้ว บริษัทสัญชาติเบลเยียมอย่าง IMEC ก็มาสาธิตการใช้สารอินทรีย์ (organic) มาสร้างซีพียู 8 บิตขนาด 4000 ทรานซิสเตอร์

ข้อดีของการใช้สารอินทรีย์สร้างวงจรเหล่านี้แทนการใช้สารกึ่งตัวนำคือ สารอินทรีย์เหล่านี้ไม่อยู่ในสภาวะผลึกทำให้เราสามารถบิดงอวงจรเหล่านี้ได้

การสร้างทรานซิสเตอร์ซึ่งเป็นพื้นฐานของซีพียูนั้นสามารถสร้างด้วยสารอินทรีย์มาก่อนหน้านี้แล้ว แต่การบิดงอซึ่งเป็นจุดเด่นที่สำคัญก็ทำให้วงจรไม่เสถียรไปบางในบางครั้ง ทำให้วงจรจากสารอินทรีย์ถูกจำกัดการใช้งานอยู่ที่จอแสดงผลเท่านั้น เพราะเมื่อบิดงอแล้วมีการทำงานผิดพลาด ความผิดพลาดก็เป็นเพียงการแสดงผลที่เพี๊ยนไปในส่วนที่ถูกบิด แต่สำหรับวงจรที่ยอมรับความผิดพลาดไม่ได้อย่างซีพียูนั้น การผิดแม้แต่บิตเดียวก็พอที่จะทำให้การทำงานยอมรับไม่ได้ทั้งหมด

ทีมวิจัยของ Imec เสริมเกตพิเศษเข้าไปด้านหลังทรานซิสเตอร์ทุกตัวทำให้วงจรมีเสถียรภาพพอที่จะทำงานได้อย่างถูกต้องแม้วงจรจะถูกบิดงอไป

ตัวแผ่นพลาสติกที่ใช้รองวงจรทำจาก Polyethylene Naphthalate ตัววงจรเชื่อมกันด้วยเส้นทองคำ ตัวซีพียูสาธิตสามารถประมวลคำสั่งได้วินาทีละ 6 คำสั่ง

ค่าใช้จ่ายในการผลิตของวงจรอินทรีย์เช่นนี้ยังแพงอยู่มาก และยังไม่สามารถผลิตเป็นจำนวนมากได้ เราอาจจะต้องรอเทคโนโลยีอื่นๆ ที่จะมาช่วยเสริมกันเช่นเทคโนโลยีการพิมพ์วงจร

ที่มา - IEEE Spectrum

Molybdenite (MoS₂) เป็นสารกึ่งตัวนำชนิดหนึ่ง ที่พบมากในธรรมชาติ มันถูกใช้เป็นองค์ประกอบในการผลิตเหล็กอัลลอยส์ และสารหล่อลื่น แต่กลับไม่มีใครศึกษามันในด้านอิเล็กทรอนิกส์มากนัก จน Prof. Andras Kis, M. Radisavljevic, Prof. Radenovic และ M. Brivio ที่ทำงานในแล็ป LANES ของสถาบัน EPFL ได้ทำการศึกษามัน แล้วพบว่ามันเป็นสารกึ่งตัวนำที่ทรงประสิทธิภาพมากตัวนึงเลยทีเดียว

molybdenite เป็นวัตถุ 2 มิติ ซึ่งง่ายต่อการใช้ในงานนาโนเทคโนโลยี ต่างจากซิลิกอนที่เป็นวัตถุ 3 มิติ และ molybdenite ที่บาง 0.65 nm ยังให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ดีพอ ๆ กับซิลิกอนหนา 2 nm แต่เป็นการยากมากที่จะสร้างซิลิกอนที่บางเท่า ๆ กับ molybdenite

นอกจากนี้แล้ว หากนำไปสร้างเป็นทรานซิสเตอร์ มันจะใช้พลังงานในช่วง stand-by น้อยกว่าทรานซิสเตอร์ซิลิกอนถึง 1 แสนเท่า และใช้พลังงานเพียง 1.8 electron-volt ในการเปิดปิดวงจร*

และมันยังเหนือกว่ากราฟีนตรงที่ molybdenite มีช่องว่างที่เรียกว่า band gap ช่องว่างที่ว่านี้จะต้องไม่แคบ หรือกว้างจนเกินไป อิเล็กตรอจะกระโดดข้ามช่องว่างนี้ไปได้ มันเป็นสิ่งที่สารกึ่งตัวนำมีอยู่แล้ว แต่มันเป็นการยากที่จะสร้างช่องว่างนี้ให้กับกราฟีน

ที่มา: PhysOrg

เมื่อวันที่ 17 ส.ค.ที่ผ่านมา นักวิจัยจากไอบีเอ็ม คุณ Paul W.K. Rothemund ได้เปิดเผยวิธีการจัดเรียงโครงสร้างดีเอ็นเอบนพื้นผิว ซึ่งเข้ากันได้กับการผลิตสารกึ่งตัวนำ (semiconductor) ในปัจจุบัน

โดยคุณ Spike Narayan ผู้จัดการแผนกวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของไอบีเอ็มรีเสิร์ชได้กล่าวว่า "ค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นจากการลดขนาดชิปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเป็นปัจจัยจำกัด (limiting factor) ที่จะรักษากฏของมัวร์ไว้"

ตามกฎของมัวร์ ปริมาณของทรานซิสเตอร์บนวงจรรวมจะเพิ่มเป็นเท่าตัวทุกสองปี แต่กฏดังกล่าวอาจไม่ยั่งยืนตลอดไปสำหรับชิปที่ขนาดเล็กกว่า 22 นาโนมเตร โดยในปีพ.ศ.2557 ค่าใช้จ่ายในการผลิตชิปที่สูงมากจะคุกคามกฏของมัวร์