Dünyanın birinci silikonsuz 2D GAAFET transistörü tasarlandı

Çinli bilim insanları, çip üretiminde ihtilal yaratabilecek yeni bir transistör teknolojisi geliştirdi. Pekin Üniversitesi‘nden bir araştırma takımı, dünyanın birinci silikonsuz, iki boyutlu GAAFET (Gate-All-Around Field-Effect Transistor) transistörünü tasarladıklarını duyurdu. Profesör Peng Hailin ve Qiu Chenguang liderliğindeki grup, bu buluşlarını Nature mecmuasında yayımladı ve teknolojinin klasik silikon tabanlı tahlillerden çok daha hızlı ve düşük güç tüketimine sahip olduğunu sav etti.

Transistör teknolojisi, son yıllarda MOSFET’lerden (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) FINFET’lere (Fin Field-Effect Transistor) ve en sonunda GAAFET’lere evrilmiş durumda. GAAFET transistörler, bilhassa 3nm ve altı üretim süreçlerinde vazgeçilmez bir rol oynuyor. Klâsik transistörlerde kapı (gate) yapısı yalnızca muhakkak yüzeylerle temas ederken, GAAFET teknolojisi kapıyı tüm taraflardan sararak daha uygun bir denetim sağlıyor. Aşağıdaki görselde ayrıyeten Samsung’un GAAFET temelli kendi MBCFET tahlili de yer alıyor.

Çin’den 2D GAAFET atılımı

Lakin geliştirilen 2D GAAFET transistörün farkı, silikon yerine bizmut oksiselenid (Bi₂O₂Se) ismi verilen iki boyutlu bir yarı iletken materyal kullanması. Bu materyal, bilhassa 1nm altı üretim süreçlerinde büyük avantajlar sunuyor. Silikon, 10nm düzeyinin altına inildiğinde taşıyıcı hareketliliğinde düşüş yaşarken, 2D materyaller çok daha esnek ve sağlam bir yapı sunuyor.

Araştırmacılar, yaptıkları buluştan “şimdiye kadarki en süratli ve en verimli transistör” olarak bahsediyor. Hatta araştırma grubu, yeni transistörü Intel, TSMC, Samsung ve oburlarının eserlerine karşı test ettiklerini ve eşleşen çalışma şartlarında onlardan daha güzel performans gösterdiğini tez ediyor.

Çin’in çip yarışı

Bu yeni transistör teknolojisi, sadece bilimsel bir gelişme değil; birebir vakitte global çip savaşlarında Çin’in pozisyonunu güçlendirmeye yönelik bir atak olarak da görülüyor. Bilindiği üzere ABD ile Çin ortasındaki ticaret savaşları, Pekin’in en gelişmiş çip üretim ekipmanlarına erişimini kısıtladı.

Özellikle çok ultraviyole (EUV) litografi sistemlerine getirilen ambargolar, Çin’in klasik üretim sistemleriyle rekabet etmesini zorlaştırıyor. Hatta ABD, GAAFET teknolojisine yönelik potansiyel bir yasak da dahil olmak üzere Çin’in teknoloji erişimine yönelik ticari ambargo ve kısıtlamalarını daha da artırmayı planlıyor. Öte yandan Çin, hem yeni teknolojileri yakalamaya çalışıyor hem de yeni kuşak çip üretimine direkt sıçramayı hedefliyor.