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Microprocessor RISC-V à base de transistors nanotubes CNT

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Par eeNews Europe

Les travaux de recherche sur les CNT , soutenus par Analog Devices Inc., la National Science Foundation et le Air Force Research Laboratory, ont été initialement rapportés dans Nature. Le  carbone est étudié en tant que matériau actif dans les transistors CNT à la pointe de la technologie car il offre une alternative plus rapide, mais l’un des avantages du démonstrateur de recherche fabriqué au MIT est qu’au-delà des FET à nanotubes de carbone spécialisés (CNFET), le développement a utilisé des outils de conception existants et une infrastructure de fabrication standards.

Les transistors au silicium ont bien servi l’industrie électronique pendant de nombreuses décennies, mais l’augmentation la vitesse et le réduction de la taille physique de ces transistors sont devenus de plus en plus complexes et coûteux ce qui justifie les recherches sur des matériaux alternatifs.

La recherche indique que les CNFET pourraient offrir 10 fois l’efficacité énergétique et des vitesses 3 fois supérieures à celles du silicium, mais le problème non résolu des défauts introduits au cours du processus de fabrication ont empêché leur adoption.

La principale contribution du MIT consiste à avoir développé des techniques permettant de limiter les défauts et de permettre la fabrication de CNFET complémentaires contrôlables, qui peuvent ensuite être utilisés comme substituts de la fabrication de systèmes CMOS dans un flux de conception conventionnel.

L’équipe a utilisé des contacts métalliques en platine ou en titane pour définir les transistors comme étant de type P ou N, puis les a recouverts d’un composé oxyde, afin d’accorder les transistors en fonction des performances ou de la consommation électrique.

Les solutions du MIT comprennent RINSE (élimination des nanotubes incubés par exfoliation sélective), MIXED (ingénierie d’interface métal croisée avec dopage électrostatique) et DREAM (conception de la résilience contre les CNT métalliques).

L’article de Nature décrit la conception du microprocesseur et comprend plus de 70 pages détaillant la méthodologie de fabrication.

à suivre: « Hello World! »


Le résultat est un microprocesseur 16 bits utilisant le jeu d’instructions RISC-V et contenant  plus de 14 000 CNFET. Pour prouver sa fonctionnalité, l’équipe de recherche a été en mesure de programmer l’envoi du message suivant: « Bonjour, Monde! Je suis le RV16XNano, fabriqué à partir de transistors CNT. »

Une grande partie des travaux de recherche menés par l’équipe visait à trouver des moyens de contourner les CNT métalliques qui avaient soit imposé des CNT d’une pureté hors de portée, soit détruit le fonctionnement d’un transistor. Grâce à une série de solutions de contournement, l’équipe a permis de combiner des matériaux standard avec des flux de conception conventionnels et pervenir à une production pratique des transistors CNT.

Le jeu de mots » DREAM  » est vraiment voulu, car c’est la solution de rêve », a déclaré Max Shulaker, le physicien du MIT qui a dirigé les travaux, dans un communiqué publié sur le site Web du MIT. « Cela nous permet d’acheter des nanotubes de carbone, de les déposer sur une plaquette et de construire notre circuit comme d’habitude, sans rien faire de spécial. »

Les chercheurs ont commencé à mettre en œuvre leurs techniques de fabrication dans une fonderie commerciale – vraisemblablement Skywater Technology Foundry Inc. (Bloomington, Minnesota) – dans le cadre d’un programme géré par la Defense Advanced Research Projects Agency. Shulaker aurait déclaré que des versions améliorées de puces à CNT pourraient être commercialisées d’ici cinq ans.

à lire également:

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www.mit.edu

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1493-8

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