توسعه پیچیده‌ترین تراشه نیمه‌رسانای دو بعدی جهان با ضخامت یک نانومتر

پیچیده‌ترین تراشه نیمه‌رسانای دو بعدی جهان با ضخامت یک نانومتر در چین ساخته شده است که شامل ۵۹۰۰ ترانزیستور منفرد است.

کد خبر: ۱۲۴۵۷۲۰

يکشنبه - ۱۷ فروردين ۱۴۰۴ / April 06, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو ، دانشمندان در چین، پیچیده‌ترین ریزپردازنده نیمه‌رسانای دو بعدی جهان را ساخته‌اند که ضخامت آن کمتر از یک نانومتر است.

به نقل از آی‌ای، دانشمندان در سراسر جهان، در حالی که مدارهای مجتمع مبتنی بر سیلیکون به محدودیت‌های فیزیکی کوچک‌سازی نزدیک شده‌اند، به مواد دو بعدی مانند «دی‌سولفید مولیبدن» و «دیزلنید تنگستن» برای ساخت ریزپردازنده‌ها روی آورده‌اند.

این مواد معمولاً تنها یک اتم ضخامت دارند و خواص فیزیکی قابل توجهی برای عملکرد تغییر دهنده بازی در مدارهای نسل بعدی از خود نشان می‌دهند.

محاسبات با کارایی بالا

این ریزپردازنده که «Lingyu CPU» نام دارد، توسط شرکت RiVAI Technologies توسعه یافته است. این تراشه همچنین اولین تراشه سرور RISC-V با کارایی بالا و کاملاً بومی چین است.

تراشه سرور RISC-V که برای پشتیبانی از محاسبات با کارایی بالا طراحی شده است، می‌تواند از مدل‌های بزرگ زبانی منبع باز مانند دیپ‌سیک(DeepSeek) نیز پشتیبانی کند.

این پژوهش که در مجله Nature منتشر شده است، نشان می‌دهد که دانشمندان چینی یک ریزپردازنده معماری محاسباتی مجموعه دستورالعمل کاهش یافته(RISC-V) را معرفی کرده‌اند که قادر به اجرای دستورالعمل‌های استاندارد ۳۲ بیتی بر روی ۵۹۰۰ ترانزیستور MoS۲ و یک کتابخانه سلولی استاندارد کامل بر اساس فناوری نیمه‌رسانای دو بعدی است. این کتابخانه شامل ۲۵ نوع واحد منطقی است.

در راستای پیشرفت در مدارهای مجتمع سیلیکونی، محققان همچنین جریان فرآیند و طراحی مدارهای منطقی دوبعدی را بهینه کردند.

روش ساخت و طراحی

محققان می‌گویند: روش ساخت ترکیبی تولید و طراحی ما بر چالش‌های مهم مرتبط با ادغام مدارهای دوبعدی در مقیاس کوچک غلبه کرده و نمونه اولیه ریزپردازنده MoS۲ را فعال کرده است که پتانسیل فناوری مدار مجتمع دو بعدی فراتر از سیلیکون را نشان می‌دهد.

این تراشه می‌تواند مجموعه دستورالعمل برداری فوق العاده وسیع را پشتیبانی کند و قدرت محاسباتی قوی‌تری را برای برآورده کردن نیازهای محاسباتی متنوع مانند یادگیری ماشین ارائه دهد.

مجموعه دستورات منبع باز

RISC-V یک مجموعه دستورالعمل منبع باز است که به شرکت‌های چینی اجازه می‌دهد تا پردازنده‌هایی را بدون محدودیت خارجی طراحی و تولید کنند. فشار برای پذیرش RISC-V در پاسخ به تنش‌های تجاری و تحریم‌هایی است که دسترسی چین به تراشه‌های پیشرفته خارجی را محدود کرده است.

گزارش‌ها نشان داده‌اند که پردازشگر حاصل، شامل ۵۹۰۰ ترانزیستور منفرد است و می‌تواند نسخه کامل ۳۲ بیتی مجموعه دستورالعمل RISC-V را پیاده‌سازی کند که به این معنی است که شامل مدارهای پیچیده‌ای مانند رمزگشای دستورالعمل RISC-V است.

در عین حال، برخی از جنبه‌ها عمدا ساده نگه داشته می‌شوند. این تراشه در حالی که می‌تواند دو عدد ۳۲ بیتی را جمع کند، این کار را با استفاده از یک بیت در یک زمان انجام می‌دهد.

اخیرا جستجو برای نیمه‌رساناهای پس از سیلیکون به دلیل محدودیت‌های ذاتی نیمه‌رسانای‌های معمولی افزایش یافته است؛ اما با چالش‌های متعددی مواجه است.

گزارش‌ها نشان می‌دهند که این چالش‌ها جستجو برای مواد پیشرفته‌تر را با نیمه‌رساناهای دو بعدی با ضخامت لایه اتمی به عنوان یک راه‌حل بالقوه برانگیخته است.