Nieuwe MIT-technologie kan leiden tot apparaten die langer meegaan en bekwamere AI-systemen

Terwijl de vraag naar kunstmatige intelligentie en resource-intensieve computers toeneemt, komt daar nog iets bij - de vraag naar energie. Traditionele chipontwerpen dragen bij aan deze verspilling door logica- en geheugencomponenten van elkaar te scheiden, waardoor gegevens inefficiënt heen en weer moeten pendelen. Een team van MIT-onderzoekers heeft nu een oplossing bedacht die de energie-efficiëntie aanzienlijk zou kunnen verbeteren - door deze componenten aan de achterkant van de chip op elkaar te stapelen.

Traditioneel worden gevoelige transistors op één zijde van een siliciumchip gebouwd, terwijl de andere zijde wordt gereserveerd voor bedrading. Meer componenten toevoegen is een lastige klus, omdat de hitte die hiervoor nodig is de bestaande laag zou vernietigen. Nu heeft een MIT-team - onder leiding van Yanjie Shao - dit probleem aangepakt door een fabricageproces bij lage temperatuur te ontwikkelen.

Met behulp van een uniek materiaal, amorf indiumoxide genaamd, heeft het team ultradunne transistorlagen gemaakt bij slechts 150 °C (302 °F) - koel genoeg om de schakelingen eronder te beschermen. Hierdoor konden ze actieve transistors direct op de achterkant stapelen, waardoor logica en geheugen in één compacte verticale stapel werden samengevoegd.

Nu kunnen we een platform van veelzijdige elektronica op de achterkant van een chip bouwen waarmee we een hoge energie-efficiëntie en veel verschillende functies in zeer kleine apparaten kunnen bereiken. We hebben een goede apparaatarchitectuur en materiaal om mee te werken, maar we moeten blijven innoveren om de ultieme prestatiegrenzen te ontdekken. - Yanjie Shao.

De onderzoekers verbeterden het bestaande ontwerp en gebruikten een ferro-elektrisch materiaal genaamd hafnium-zirkonium-oxide om 20-nanometer transistors te maken. In tests vertoonden de apparaten bliksemsnelle schakelsnelheden van slechts 10 nanoseconden, wat de limiet is van de meetapparatuur van het team, en dat terwijl ze aanzienlijk minder spanning verbruikten dan vergelijkbare technologie.