Chinesische Wissenschaftler übernehmen neue Technik zur Herstellung schnellerer Mikrochips für KI-Geräte

Chinesische Wissenschaftler haben ein neues ultradünnes Halbleitermaterial entwickelt, das angeblich dabei hilft, schnelle und energieeffizientere Mikrochips zu erstellen. Diese Chips werden KI-Anwendungen auf Geräten antreiben.

Das neue Halbleitermaterial ist nur 0,7 Nanometer dick. Die Herstellungsmethode wurde von einem Team unter der Leitung von Zhang Guangyu der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Liu Kaihui von der Peking-Universität entwickelt, laut einem Bericht der South China Morning Post. Die neuen Chips sollen die Leistung für KI-Anwendungen auf Geräten steigern.

Chinesische Wissenschaftler verwendeten 2D-Material, um Silizium für KI-Chips zu ersetzen

Die Forscher haben eine große Hürde bei der Verkleinerung traditioneller Siliziumchips adressiert. Da elektronische Geräte an Größe verlieren, stoßen traditionelle Computerchips an ihre physikalischen Grenzen, die ihre Leistung beeinträchtigen. 

Auch lesen: Biden finanziert virtuelles Halbleitermodellierungs-Hub

Die chinesischen Wissenschaftler arbeiteten an zweidimensionalen Übergangsmetalldichalkogeniden (TMDs) als mögliche Alternative zu traditionellem Silizium. Der Unterschied in der Dicke des Materials ist erheblich, da TMD 0,7 Nanometer im Vergleich zu 5 bis 10 Nanometern Silizium beträgt.

Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass TMD-basierte Chips weniger Strom verbrauchen und ihre Elektronentransporteigenschaften besser sind als die von Silizium. Dies macht sie zu einer besseren Wahl für extrem miniaturisierte Transistoren für photonische und elektronische Chips der nächsten Generation.

Unreine Kristalle entstehen bei der traditionellen Fertigung häufig, weil Atome schichtweise auf einem Substrat angeordnet werden. Zum besseren Verständnis kann man sagen, dass der Prozess dem Bau einer Mauer mit Ziegelsteinen ähnelt, erklärte Kaihui der Nachrichtenagentur Xinhua. Er sagte,

„Dies liegt an den nicht kontrollierbaren atomaren Anordnungen beim Kristallwachstum und der Ansammlung von Verunreinigungen und Defekten.“

Ein Chip in der Größe eines Fingernagels wird mehr Rechenleistung haben

Das Team positionierte die erste Schicht von Atomen auf dem Substrat, wie es auch bei einem herkömmlichen Prozess geschieht. Der Unterschied bestand darin, dass nachfolgende Atome zwischen der ersten Schicht des Kristalls und dem Substrat platziert wurden.

Die neue Technik wird als „Wachsen an der Grenzfläche“ bezeichnet, wodurch sichergestellt wird, dass die Eigenschaften der Struktur jeder einzelnen Kristallschicht perfekt durch das darunterliegende Substrat bestimmt werden. Dies hilft auch, die Ansammlung von Defekten an einem Punkt zu verhindern und die strukturelle Präzision zu erhöhen.

Auch lesen: USA und EU nutzen KI bei der Suche nach Alternativen in der Halbleiterfertigung

Laut Informationen auf der Website der Peking-Universität erreichte die Studie eine Kristallschichtbildungsrate von 50 Schichten pro Minute. Die Technik konnte maximal 15.000 Schichten erzeugen.

Die Universität sagte, dass die atomare Ausrichtung in jeder Schicht präzise gesteuert und perfekt parallel zueinander ist. Die hergestellten Kristalle bestanden aus Materialien, die internationalen Standards entsprachen, wie Molybdändisulfid, Niobdisulfid und einige andere. Alle diese Materialien entsprachen den globalen Standards für integrierte Schaltungsmaterialien, so die Forscher.

Liu sagte, dass diese 2D-Kristalle, wenn sie mit anderen Materialien für Transistoren verwendet werden, die Fähigkeit haben, die Chip-Integration zu verbessern. Die Dichte der Transistoren kann erheblich erhöht werden, um die Rechenleistung zu steigern, und das auf einem Mikrochip in der Größe eines Fingernagels.