Служба новостей IDG, Токио
Инженеры компании Fujitsu утверждают, что у них есть решение серьезной технической проблемы, с которой в будущем столкнутся производители микросхем. Они предлагают вместо медных проводов в микросхемах использовать углеродные нанотрубы.
В микросхемах, которые планируется выпустить примерно в 2010 году, проводники, сделанные из меди, станут настолько тонкими и их сечение будет настолько мало, что уровень истечения электронов с поверхности таких проводников будет неприемлемо велик. Об этом в своем интервью во время выставки Japan Nano Tech 2005 заявил Юджи Авано, научный специалист центра Fujitsu Nanotechnology Research Center.
Поскольку в медных проводниках электроны перемещаются довольно неэффективно, проводники нагреваются и выходят из строя, чему способствует увеличение уровня истечения электронов. По словам Авано с дальнейшим усовершенствованием микросхем (и уменьшением размеров их комплектующих) к 2010 году ситуация будет только ухудшаться.
Авано считает, что углеродные нанотрубки, по существу, станут заменой меди в микросхемах, размер которых будет примерно втрое меньше размера микросхем, выпускаемых сейчас.
Fujitsu, по его словам, является первым производителем, объявившим о готовности использовать в микросхемах углеродные нанотрубки вместо медных проводов.
Углеродные нанотрубки формируются, когда атомы углерода формируют полые, открытые с обоих концов цилиндры. Диаметр таких цилиндров составляет от 0,4 нм до 1,8 нм, а в длину они могут достигать нескольких сот нанометров, в зависимости от того, каким образом формируются эти трубки.
«Если вы создаете микросхему меньшего размера, вам необходимы более тонкие проводники, — сказал Авано. — Однако, в первую очередь, мы должны решить вопрос о передаче электронов, а для этого необходимы проводники большего сечения. Но мы не можем этого сделать, поскольку это приведет к увеличению размеров микросхемы».
Углеродные нанотрубки могут поддерживать в 1000 раз большую плотность тока (ток на единицу площади), чем медные проводники. Кроме того, они передают электроны примерно в десять раз быстрее и значительно быстрее рассеивают тепло. Такие характеристики, как считает Авано, превращают нанотрубки в приемлемую замену медных проводников.
Многие из современных микросхем создаются на основе процесса с нормой проектирования 90 нм. К 2010 году микросхемы будут иметь норму проектирования 45 нм, а к 2013 году — 32 нм. Таковы прогнозы International Technology Roadmap for Semiconductors, отраслевой группы, которая помогает устанавливать стандарты для отрасли производства микросхем.
По словам Авано, Fujitsu будет использовать углеродные нанотрубки в некоторых из своих микросхем с нормой проектирования 45 нм, и в большинстве или во всех микросхемах с нормой проектирования 32 нм.
Помимо Fujitsu еще ряд ведущих технологических компаний, в том числе NEC и IBM, объявили об открытиях, касающихся процесса производства микросхем и о своем понимании того, как работают углеродные нанотрубки.
Как сообщили в IBM, компания, которая первой стала использовать для соединений в микросхемах медь (это произошло в конце 90-х годов), намерена в скором времени объявить о своих планах в отношении нанотрубок.
В лаборатории NEC Fundamental and Environmental Laboratories подтверждают, что компания также изучает вопрос об использовании нанотруб, но пока не готова объявить о поддержке данной технологии.