Het Leuvense nanotechnologiecentrum imec heeft grote stappen vooruitgezet in de ontwikkeling van 2D-materialen die ingezet kunnen worden in de toekomstige generatie van chips. 2D-materialen zijn extreem dun, wat ze interessant maakt om siliciumkanalen te vervangen.
Onderzoekers van imec presenteerden hun wetenschappelijke doorbraken, die samen met chipfabrikanten TSMC en Intel uitgevoerd zijn, woensdag op de IEEE International Electron Devices Meeting in San Francisco.
Het aantal transistoren dat zich op een chip bevindt, is de afgelopen decennia geëxplodeerd: chips kunnen zo steeds sneller en meer informatie verwerken, en dat op een steeds kleiner wordende oppervlakte. Maar transistoren kunnen niet eindeloos kleiner worden zonder problemen. Omdat de vraag naar rekenkracht in de toekomst zal blijven stijgen, onder meer door de opkomst van AI, botsen de klassieke siliciumchips op hun grenzen.
Grote uitdaging
Onderzoekers zijn daarom al langer op zoek naar alternatieven. Een beloftevolle piste zijn 2D-materialen: het zijn extreem dunne materialen, met een ‘dikte’ van slechts één of enkele atoomlagen. ‘Dat maakt ze veelbelovend als geleidingskanaal in toekomstige chips’, klinkt het bij imec. ‘Maar dat grote voordeel vormt tegelijk ook de grote uitdaging: het is technisch bijzonder moeilijk om zulke dunne lagen uniform aan te brengen op siliciumwafers en te integreren in bestaande productieprocessen.’
Het zijn die uitdagingen die imec, in samenwerking met TSMC en Intel, heeft aangepakt. De onderzoekers ontwikkelden p-type transistoren (pFETs) op basis van wolfraamdiselenide (WSe2). ‘Deze 2D-transistoren leveren recordprestaties en zijn gemaakt met een proces dat compatibel is met bestaande chipproductie, wat het potentieel van 2D-materialen voor toekomstige chiparchitecturen toont’, stelt imec.
Imec forceert nieuwe doorbraak in biosensoren