PV Tech News – Các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra con chip 1nm đầu tiên trên thế giới có khả năng hoạt động ở điện áp siêu thấp, mở ra kỷ nguyên mới cho công nghệ chip và chip AI.
Các nhà khoa học tại Đại học Bắc Kinh vừa công bố một bước đột phá quan trọng trong ngành công nghiệp bán dẫn, phá vỡ giới hạn vật lý tồn tại suốt 70 năm qua.
Họ đã thành công trong việc chế tạo transistor, linh kiện cơ bản của mọi chip máy tính, với kích thước chỉ 1 nanomet. Kích thước cực nhỏ giúp linh kiện không chỉ tiết kiệm năng lượng đáng kể mà còn vượt qua thách thức về điện áp cao, vốn là rào cản lớn khi thu nhỏ chip trong nhiều thập kỷ.
Trong suốt 70 năm qua, một thách thức lớn mà các nhà khoa học toàn cầu phải đối mặt là việc thu nhỏ linh kiện điện tử. Mặc dù có thể tạo ra các thành phần cực nhỏ, chúng lại đòi hỏi điện áp hoạt động rất cao, thường trên 1.5V. Mức điện áp cao gây ra sự không tương thích với các nhân logic của chip, dẫn đến lãng phí điện năng và độ trễ trong quá trình xử lý dữ liệu, kìm hãm sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Bắc Kinh đã tìm ra một giải pháp sáng tạo bằng cách sử dụng vật liệu ống nano carbon kim loại để làm cổng điều khiển. Khi cổng được thu nhỏ đến kích thước chỉ 1 nanomet, hiệu ứng tập trung điện trường mạnh mẽ được tạo ra. Kết quả, transistor mới chỉ cần điện áp 0.6V để hoạt động, thấp hơn gần ba lần so với các thiết kế trước đây.
Đây là lần đầu tiên loại bóng bán dẫn này hoạt động được ở mức điện áp tương thích với các bộ phận xử lý chính của chip, giải quyết bài toán khó khăn kéo dài hàng thập kỷ.
Về hiệu suất, con chip thể hiện những con số ấn tượng. Transistor mới tiêu thụ điện năng chỉ 0.45 femtojoule trên micromet, vượt trội hơn các kết quả quốc tế được công bố trước đó tới 10 lần. Tốc độ xử lý cũng cực kỳ nhanh, chỉ mất 1.6 nanogiây (1.6 tỷ phần của một giây) để thực hiện một lệnh. Điều đặc biệt là khi linh kiện càng được thu nhỏ, hiệu quả hoạt động lại càng tăng lên, một hiện tượng ngược lại với quy luật thông thường.
Bước tiến quan trọng mở ra triển vọng lớn cho thế hệ chip AI mới. Loại transistor này có khả năng vừa lưu trữ dữ liệu vừa thực hiện tính toán ngay tại chỗ, thay vì phải liên tục di chuyển dữ liệu giữa bộ nhớ và bộ xử lý như hiện nay. Điều này giúp giải quyết “bức tường bộ nhớ” rào cản lớn nhất đang kìm hãm sự phát triển của chip AI hiện đại, hứa hẹn tạo ra những con chip mạnh mẽ và hiệu quả hơn nhiều.
Thành tựu Trung Quốc đạt được đáng chú ý trong bối cảnh Mỹ đã áp đặt lệnh cấm từ năm 2022, ngăn các công ty trên thế giới bán thiết bị sản xuất chip cao cấp cho Trung Quốc. Thay vì bị kìm hãm, Trung Quốc đã tăng cường đầu tư vào nghiên cứu và phát triển các giải pháp công nghệ của riêng mình, dần dần phát triển các công nghệ thay thế và đạt được những đột phá quan trọng như con chip 1nm, khẳng định vị thế trong cuộc đua công nghệ toàn cầu.
Đừng quên theo dõi Phong Vũ Tech News để cập nhật tin tức mới nhất về công nghệ mỗi ngày!
Nguồn: Trendforce
Bài viết liên quan:
