Viszlát, szilícium?

Még nem létezett a zsebkalkulátor sem, amikor 1965-ben az Intel egyik alapítója egy vállalati jelentés összeállítása közben érdekes jelenséget tárt föl: úgy látta, hogy az egyetlen alaplapra integrált tranzisztorok száma másfél évenként megkétszereződik. Az azóta Moore-törvényként ismert összefüggésről kiderült, hogy a változás még gyorsabb, és hatálya nem egy-másfél évtizedre terjed ki, ahogy eleinte várták, hanem még ma is kitart. Ámbár már nagyon közel jár a természeti törvények által behatárolt plafonhoz.

Pedig a mind nagyobb elemsűrűség tette lehetővé, hogy például mobiltelefonok vagy a hordozható számítógépek mérete egyre csak zsugorodik, miközben új funkciók serege épült beléjük. Hanem az igazi változás mégis az alkotórészek - proceszszorok, memóriák - terén kell bekövetkezzék. A szilíciumból, ebből az egyébként a természetben nagy bőségben, de egyáltalán nem a megkívánt technológiai tisztaságban előforduló félvezető elemből épített komponensek verdesik a technológia végső határait, közelítve az atomi méreteket. Holott egyáltalán nem természeti törvény, hogy szilíciumból épüljenek a csipek, hiszen például a hatvanas évek elején-közepén még a germánium uralkodott inkább.

De mi legyen az utód? Jelölt máris akad nem egy, például a hat karbonatom gyűrűből álló grafén. Nagy előnye, hogy nanotechnológiai eljárásokra igen alkalmas. Maga a technológiai közelítés is új szemléletet követhet. Míg a félvezető szilícium-alapanyag esetében a "felülről lefelé" metódust követik, a grafénnél "lentről felfelé" lehet építkezni. Mit jelent a kétféle közelítés? Az előzőben az anyagtömbből "kifaragják" a megfelelő struktúrákat, míg az utóbbiban atomról atomra, molekuláról molekulára építik azt ki, így az eddigieknél sokkal kisebb méretekben lehet kialakítani az elemeket-eszközöket. Olyan ez a folyamat, akárcsak a természetben, ahol mondjuk egy fa sejtről sejtre, ágról ágra építi föl magát. Csak éppen van itt egy nagy bökkenő. A természetben nem számít, ha egyik sejt némileg eltér a másiktól, nincs szükség olyan uniformizálásra, mint a technikával létrehozott szerkezeteknél, ahol minden tranzisztornak teljesen ugyanolyannak kell lennie, mint a közeli és távoli szomszédai. Ám az emberi lelemény erre is talál kiutat. Például mátrixelrendezéssel, ahol csak az fontos, hogy a keresztezésekben lévő pontokban az elemek a két irányból egyszerre kapják a megfelelő jelet.

Az alulról felfelé építkezésnek nagy előnye, hogy olyan anyagokat is lehet használni, amiknek használatával tovább növelhető az átviteli sebesség. Ilyenek például a szerves anyagokból készülő félvezető műanyagok, amiknek jeles tulajdonsága, hogy átlátszók is lehetnek, és így a lassúbb elektronok helyett fényt lehet használni a jelek átvitelére. Voltaképpen régi igény ez, hiszen most is elterjedten használják a nagysebességű optikai kábeleket, ám a jelenlegi át nem látszó csipek a teljes átviteli rendszerben lassító tényezők.

Biztató ígéretek tehát léteznek, de egyelőre még inkább csak ígéretek. Egyrészt a szilícium leváltására jelöltként pályázó anyagok között is nagy a verseny, másrészt, ha meg is van az anyag, a technológiák még messzemenően nem kiforrottak, szemben az immár klasszikus "felülről lefelé" építkezőkkel. Részkérdés, de nem elhanyagolható az is, hogy a grafén fémes tulajdonságú, és ahhoz, hogy félvezetővé tegyék, eléggé bonyolult nanoeljárásokra van szükség. Mindenesetre már láthatók eredmények, mint például a Manchesteri Egyetemen, ahol sikerült 30 nanométeres félvezető grafén alakzatot kialakítani, méghozzá szobahőmérsékleten. Ez utóbbi nagyon fontos kritérium, mivel minél nagyobbak az elemi anyagdarabok, annál alacsonyabb hőmérséklet szükséges a félvezető tulajdonságok eléréséhez.

Haldoklik a szilíciumos technika? Egyelőre aligha. Egyrészt az újak technológiáinak kiforratlansága miatt sem, másrészt pedig, és talán ez döntőbb érv, mert túl nagy gazdasági erők, érdekek mozgatják a szilíciumos világot, túl nagy pénzek és igen kiforrott tudás rejtezik benne. Egyelőre esetleg hibrid megoldások várhatók - jósolják egyes szakemberek, főleg az egyetemi-kutatói világból -, és így a szilíciumcsipek majd fokról fokra kiszorulnak, perifériás feladatokat fognak ellátni a rendszerekben. Meglehet, de annak is van valószínűsége, hogy bekövetkezik egy forradalmi áttörés, amiben valamilyen erős pénzügyi csoport által támogatott jelöltet visznek sikerre a kutatók. Ehhez új gyárak, termelőegységek létesülnek, merőben új technológiákkal. Egyszer már bekövetkezett ilyen forradalom vagy fél évszázaddal ezelőtt, amikor az egyébként egyre jobb minőségű, egyre innovatívabb módon előállított elektroncsöveket váltották le a félvezető tranzisztorok. És hol vannak ma azok az erős óriáscégek, amik előtte csöveket gyártottak? A nevüket is elfeledték az újabb nemzedékek.

Top cikkek
Érdemes elolvasni
Vélemény
NOL Piactér

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.