Alfonso Maruccia

Il futuro dell'elettronica è ibrido

Ricercatori giapponesi sostengono di aver trovato il modo di fondere insieme silicio e grafene. Aprendo la strada a una potenziale nuova industria capace di andare molto oltre i limiti delle attuali tecnologie elettroniche

Il futuro dell'elettronica è ibridoRoma - I chip al grafene, autentico "Santo Graal" dell'elettronica di questi anni frenetici di evoluzione tecnologica a briglie scolte, sarebbero a un passo dalla realizzazione su scala industriale. O per lo meno è quello che promettono ricercatori giapponesi della Tohoku University assieme ai colleghi di altri istituti e centri di ricerca nipponici, che nel lavoro Crescita Epitassiale su Silicio attraverso una Elettronica Combinata Grafene-Silicio descrivono un metodo rivoluzionario per fondere due mondi sin qui difficili da combinare.

A far combaciare gli oramai rodati standard industriali di lavorazione del silicio e le promesse mirabolanti del grafene (chip più veloci e performanti, affidabili e resistenti) ci stanno provando in tanti, inclusi i ricercatori della Pennsylvania State University che hanno annunciato la realizzazione di wafer di grafene da cui produrre, in futuro, i nuovi microchip al carbonio.

La ricerca nipponica promette di andare oltre questi traguardi, perché il metodo di crescita epitassiale descritto nello studio permette di applicare la tradizionali tecnica litografica per lo "stampaggio" dei circuiti integrati a un sottile strato di grafene. "Il grafene è un promettente contendente alla successione del trono del silicio nell'elettronica al di là dello standard CMOS", scrivono i ricercatori giapponesi, ma per far si che avvenga la successione tecnologica è necessario sviluppare un metodo di "crescita epitassiale su larga scala di grafene su substrati".
Piuttosto che abbandonare i substrati di silicio correntemente adottati e imbarcarsi in un costosissimo processo di riconversione dell'intera industria dei semiconduttori, gli scienziati nipponici dicono di aver sfruttato in maniera innovativa il metodo della crescita epitassiale di grafene su substrati di silicio, vale a dire una delle strade sin qui battute per raggiungere la singolarità tecnologica fra i due elementi.

Lo studio dimostra appunto che la formazione di grafene epitassiale (ovverosia "la deposizione di sottili strati di materiale cristallino su un substrato massivo, anch'esso cristallino, che ne indirizza la crescita e ne determina le proprietà strutturali") "è possibile grafitizzando sottili strati di carburo di silicio formati su substrati di silicio".

In parole povere, con la loro tecnica di crescita del composto silicio-carbonio i ricercatori giapponesi avrebbero trovato il modo di accelerare enormemente la ricerca e lo sviluppo di soluzioni tecnologiche a base di grafene, estendendo (almeno in teoria) le mirabolanti qualità di quest'ultimo materiale al "substrato" industriale che produce microchip a milioni per i dispositivi elettronici di tutto il mondo. "Se stiamo per entrare nell'era del grafene", chiosano dal MIT, "si può ragionevolmente sostenere che tale era cominci da qui".

Alfonso Maruccia
Notizie collegate
  • TecnologiaPiù vicini i microchip al grafeneRicercatori statunitensi sostengono di essere riusciti a sviluppare una tecnologia prototipo per la produzione di chip al grafene potenzialmente in grado di aprirne le porte allo sviluppo commerciale
  • TecnologiaMicrochip, ibrido è belloProseguono le ricerche per lo sviluppo di circuiti capaci di superare le limitazioni del semplice silicio. La tendenza del momento è la creazione di nuove architetture composte
  • TecnologiaDopo il grafene, ecco il grafanoUn tocco di idrogeno fa la differenza. E il composto di carbonio diventa in grado di fare di tutto. Il futuro dell'elettronica passa tutto da qui?
  • TecnologiaUn super-transistor di grafeneEcco la nuova incarnazione dei chip di carbonio: un modulo capace di viaggiare a frequenze stellari. E non avete visto ancora niente, dicono gli scienziati
16 Commenti alla Notizia Il futuro dell'elettronica è ibrido
Ordina
  • Veloci nell'hardware ma lenti nel software.
    Prendiamo xp non "regge" più di di 3, 5 gb di ram
    non+autenticato
  • - Scritto da: manliox
    > Veloci nell'hardware ma lenti nel software.
    > Prendiamo xp non "regge" più di di 3, 5 gb di ram

    Ma che esempio del cavolo... Windows XP è tecnologia vecchia di generazioni (nonché di un decennio). Inoltre il limite è intrinseco dell'HARDWARE a 32 bit, non del software. Anzi, il software a 32 bit è stato adattato per funzionare con più di 4 GB di RAM (Windows Server 2003, Linux da una certa versione di kernel in avanti), ed inoltre esistono e sono mature le varianti a 64 bit... insomma, il software è veloce e si sa adattare.
    non+autenticato
  • http://www.apple.com/macosx/technology/

    The 64-bit transition.

    The entire computing industry is moving from 32-bit to 64-bit technology, and it’s easy to see why. Today’s Mac computers can hold up to 32GB of physical memory, but the 32-bit applications that run on them can address only 4GB of RAM at a time. 64-bit computing shatters that barrier by enabling applications to address a theoretical 16 billion gigabytes of memory, or 16 exabytes.
    MeX
    16897
  • Domanda da non esperto in grafene...

    Uno dei motivi del successo del silicio (rispetto, ad esempio, al germanio con cui era cominciata l'elettronica integrata) era la sua facile ed economica reperibilità, oltre alla presenza di questo materiale in grandissime quantità sulla terra. Questo permette di tenere bassissimo il costo della materia prima anche per i volumi tipici dei processori.

    Col grafene, come siamo messi a reperibilità? Sarà possibile effettuare volumi paragonabili a parità di prezzo di materia prima?
  • - Scritto da: jepessen
    > Domanda da non esperto in grafene...
    >
    > Uno dei motivi del successo del silicio
    > (rispetto, ad esempio, al germanio con cui era
    > cominciata l'elettronica integrata) era la sua
    > facile ed economica reperibilità, oltre alla
    > presenza di questo materiale in grandissime
    > quantità sulla terra. Questo permette di tenere
    > bassissimo il costo della materia prima anche per
    > i volumi tipici dei
    > processori.
    >
    > Col grafene, come siamo messi a reperibilità?
    > Sarà possibile effettuare volumi paragonabili a
    > parità di prezzo di materia
    > prima?

    Il grafene si ricava dalla grafite... di certo non un materiale raro... anche se credo sia ancora costosa la produzione
    non+autenticato
  • e se lo usano per fare le mine delle matite penso che non ci dovrebbero essere troppo costi per i transistor
  • Sai, vero, che dalla grafite puoi anche fare diamanti?A bocca aperta
    Eppure i costi sono LEGGERMENTE ingenti.
    Nulla vieta che lo sia anche per il grafene (i costi attestati al 2009 sono circa di $100/cm^2 per l'epitassiale e $100,000,000/cm^2 per quello prodotto per esfoliazione).
    non+autenticato
  • Sono costi per tecniche sperimentali. Per fare un diamante come prima cosa devi essere in grado di raggiungere una pressione di circa 60.000 atmosfere. E' un'altra cosa
    guast
    1319
  • Dove hai trovato le informazioni sui costi ? Puoi segnalare il sito, per favore ?
    Mi interessano molto queste nuove tenologie xkè ho lavorato (nell'industria) per alcuni anni sui diodi e sui raddrizzatori controllati al silicio. A quei tempi si faceva tanta ricerca e sperimentazione.
    Da anni utilizzo il PC per lavoro.
    Grazie in anticipo
    non+autenticato
  • Accidenti, chissà se i computer miglioreranno come prestazioni tecniche...

    Un saluto ai ricercatori giapponesi, che dimostrano che anche in tempi di crisi, investire nella ricerca porta sempre dei frutti per chi lo fa!

    Governi del mondo (e uno in particolare) aprite gli occhi!
    non+autenticato
  • si parla di frequenze di lavoro   X 100
    non+autenticato
  • La differenza sta nella scala con cui si producono i transistor...

    col silicio siamo a scala molecolare e, ormai ridurre le dimensioni è diventato impossibile, perché si avvicinano i transistor e aumenta il rumore dovuto alle interferenze dei transistor vicini, ormai non è nemmeno più possibile aumentare il livello del segnale (per migliorare il rapporto segnale rumore) perché significherebbe far passare correnti tali da vaporizzare il silicio. Negli ultimi anni la frequenza di clock non è aumentata di molto per questo motivo.
    col grafene si passa a scale atomiche, e le leggi che governano quel mondo sono diverse, in teoria è possibile arrivare ad eseguire i calcoli con singoli elettroni anziché un flusso. va considerata anche la struttura del grafene che si presta naturalmente (a causa delle sue simmetrie) per computazioni parallele...

    tutto in attesa dei computer quantistici ovviamente Sorride
    G%2cG
    339
  • dimenticavo di dire che per ovvie ragioni, una minore dimensione implica una maggiore velocità nell'esecuzione dei calcoli...

    credo si capisse, cmq, ed è anche abbastanza ovvio! Sorride
    G%2cG
    339
  • Date..... penso che nel 2199 forse vedremo qualche risultato
    mi ricordo del Memristor, che praticamente è nel limbo già da
    quasi due anni ed è pure un componente "Analogico" di BASE !!

    Tra il Parlare ed il Fare ormai si è alla fine !
    non+autenticato
  • > col silicio siamo a scala molecolare e, ormai
    > ridurre le dimensioni è diventato impossibile,
    > perché si avvicinano i transistor e aumenta il
    > rumore

    > col grafene si passa a scale atomiche

    il problema non è in questi termini: il silicio un atomo non una molecola, mentre il grafene è una particolare reticolo fatto id atomi di carbonio.

    Ciò di cui si sta parlando è di depositare atomi di silicio su una base di grafene: questo fa si che gli atomi di silicio siano "costretti" ad allinearsi al reticolo del grafene.
    Ne segue che si induce nel silicio una disposizione spaziale diversa da quella sua naturale http://en.wikipedia.org/wiki/Graphene#Epitaxial_gr....
    Ne segue che i legami elettronici sono di lunghezza leggermente diversi e l'elettronica diversa.
    A seconda di cosa metti su cosa puoi avere ceh va melgio o va peggio.
    Ma il problema che a pochi nm di dimensioni devi saper gestire strutture fatte di pochi atomi non cambia: sia che si parli di silicio che di carbonio.
    non+autenticato