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Gage Hills1, Christian Lau1, Andrew Wright1

  • 1Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA, USA.

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|August 30, 2019
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores desarrollaron un microprocesador más allá del silicio utilizando transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono (CNFET). Este avance aborda la variabilidad a nanoescala, allanando el camino para una electrónica más eficiente energéticamente.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Ingeniería eléctrica
  • Nanotecnología

Sus antecedentes:

  • Las limitaciones de escala de los transistores de silicio requieren investigación en nanotecnologías más allá del silicio para mejorar la eficiencia energética.
  • Los transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono (CNFET) ofrecen importantes beneficios de eficiencia energética para los circuitos digitales.
  • Los desafíos en el control de defectos a nanoescala y la variabilidad en los nanotubos de carbono han obstaculizado la integración a gran escala.

Objetivo del estudio:

  • Para demostrar un microprocesador funcional más allá del silicio construido enteramente a partir de CNFET.
  • Para superar los desafíos relacionados con los defectos a nanoescala y la variabilidad en los nanotubos de carbono para la integración a gran escala.
  • Proponer y validar una metodología de fabricación de nanotubos de carbono adecuada para la fabricación de estándares industriales.

Principales métodos:

  • Fabricación de un microprocesador de 16 bits utilizando más de 14 000 CNFET de semiconductores de óxido de metal complementarios.
  • Diseño e implementación basados en el conjunto de instrucciones RISC-V, soportando instrucciones de 32 bits en datos de 16 bits.
  • Desarrollo de una metodología de fabricación y técnicas de procesamiento/diseño para gestionar las imperfecciones a nanoescala a escalas macroscópicas.

Principales resultados:

  • Demostración exitosa de un microprocesador más allá del silicio construido únicamente con CNFET.
  • Integración de más de 14.000 CNFET utilizando flujos y procesos de diseño estándar de la industria.
  • Validación experimental de una metodología para superar la variabilidad a nanoescala en nanotubos de carbono.

Conclusiones:

  • Este trabajo presenta un camino viable hacia sistemas electrónicos prácticos más allá del silicio.
  • Las técnicas de fabricación y diseño desarrolladas permiten la realización de sistemas integrados a gran escala utilizando CNFET.
  • El microprocesador CNFET demostrado pone de relieve el potencial de mejoras sustanciales en la eficiencia energética en la electrónica futura.