Ny MIT-teknik kan leda till mer långlivade apparater och mer kapabla AI-system

I takt med att efterfrågan på artificiell intelligens och resurskrävande databehandling ökar, följer något annat med - efterfrågan på energi. Traditionella chipkonstruktioner bidrar till detta slöseri genom att separera logik- och minneskomponenter, vilket tvingar data att pendla fram och tillbaka på ett ineffektivt sätt. Nu har ett team av MIT-forskare kommit fram till en lösning som kan öka energieffektiviteten avsevärt - genom att stapla dessa komponenter tillsammans på baksidan av chipet.

Traditionellt sett byggs känsliga transistorer på ena sidan av ett kiselchip, medan den andra sidan är reserverad för ledningar. Att lägga till fler komponenter är ett tufft jobb eftersom den värme som krävs för att göra det skulle förstöra det befintliga lagret. Nu har ett MIT-team - under ledning av Yanjie Shao - tagit itu med detta problem genom att utveckla en tillverkningsprocess med låg temperatur.

Med hjälp av ett unikt material som kallas amorf indiumoxid kunde teamet tillverka ultratunna transistorlager vid bara 150 °C - tillräckligt kallt för att skydda kretsarna under. Detta gjorde det möjligt för dem att stapla aktiva transistorer direkt på baksidan, vilket effektivt sammanfogade logik och minne till en enda, kompakt vertikal stapel.

Nu kan vi bygga en plattform med mångsidig elektronik på baksidan av ett chip som gör det möjligt för oss att uppnå hög energieffektivitet och många olika funktioner i mycket små enheter. Vi har en bra enhetsarkitektur och material att arbeta med, men vi måste fortsätta att innovera för att avslöja de ultimata prestandagränserna. - Yanjie Shao.

Genom att förbättra den befintliga designen använde forskarna ett ferroelektriskt material som kallas hafnium-zirkonium-oxid för att skapa transistorer på 20 nanometer. I tester uppvisade enheterna blixtsnabba växlingshastigheter på bara 10 nanosekunder, vilket är gränsen för teamets mätutrustning, samtidigt som de förbrukade betydligt mindre spänning än jämförbar teknik.