32-битный процессор на атомарном материале: китайские учёные собрали RISC-V чип из 5900 транзисторов без кремния
Команда исследователей представила 32-битный процессор RV32-WUJI, работающий на базе дисульфида молибдена — материала, который может стать альтернативой кремнию в будущих устройствах. Хотя чип пока что медленный (его тактовая частота измеряется килогерцами), он способен выполнять все команды популярной архитектуры RISC-V, открывая путь к энергоэффективным решениям для «интернета вещей» или компактных датчиков. Дисульфид молибдена (MoS2), как и графен, относится к «двумерным» материалам — его структура напоминает тончайшую плёнку толщиной в несколько атомов. Однако, в отличие от графена, который проводит ток почти без сопротивления, MoS2 обладает свойствами полупроводника. Это делает его идеальным кандидатом для создания транзисторов. До недавнего времени главной проблемой было производство, но учёные научились выращивать большие листы MoS2 на сапфировой подложке, что позволило собрать процессор из почти 6 000 транзисторов. Фото: Credit: Ao, et. al. Ключевой прорыв команды — совместимость технологии с традиционными методами производства микросхем. Например, вместо изменения свойств полупроводника путём добавления примесей (как в кремнии), инженеры использовали комбинацию алюминиевых и золотых соединений, а также машинное обучение для точной настройки каждого транзистора. Это дало впечатляющий результат — 99,8% чипов работали корректно после сборки. Однако сложные элементы, вроде 64-битных регистров, пока что остаются слабым звеном: их эффективность падает до 7% из-за требований к точности. Несмотря на ограничения (например, сложение 32-битных чисел занимает 32 такта), RV32-WUJI демонстрирует потенциал «посткремниевой» эры. Учёные видят его применение в устройствах, где важнее долгая автономная работа, а не высокая скорость — например, в «умных» датчиках окружающей среды или медицинских имплантах. Пока технология не угрожает позициям кремния, но её развитие может расширить границы микроэлектроники — особенно в областях, где гибкость и минимальное энергопотребление критически важны. Как отмечают авторы, следующий шаг — повышение надёжности сложных компонентов и поиск новых «двумерных» материалов для специализированных задач.
Команда исследователей представила 32-битный процессор RV32-WUJI, работающий на базе дисульфида молибдена — материала, который может стать альтернативой кремнию в будущих устройствах. Хотя чип пока что медленный (его тактовая частота измеряется килогерцами), он способен выполнять все команды популярной архитектуры RISC-V, открывая путь к энергоэффективным решениям для «интернета вещей» или компактных датчиков.
Дисульфид молибдена (MoS2), как и графен, относится к «двумерным» материалам — его структура напоминает тончайшую плёнку толщиной в несколько атомов. Однако, в отличие от графена, который проводит ток почти без сопротивления, MoS2 обладает свойствами полупроводника. Это делает его идеальным кандидатом для создания транзисторов. До недавнего времени главной проблемой было производство, но учёные научились выращивать большие листы MoS2 на сапфировой подложке, что позволило собрать процессор из почти 6 000 транзисторов.
Ключевой прорыв команды — совместимость технологии с традиционными методами производства микросхем. Например, вместо изменения свойств полупроводника путём добавления примесей (как в кремнии), инженеры использовали комбинацию алюминиевых и золотых соединений, а также машинное обучение для точной настройки каждого транзистора. Это дало впечатляющий результат — 99,8% чипов работали корректно после сборки. Однако сложные элементы, вроде 64-битных регистров, пока что остаются слабым звеном: их эффективность падает до 7% из-за требований к точности.
Несмотря на ограничения (например, сложение 32-битных чисел занимает 32 такта), RV32-WUJI демонстрирует потенциал «посткремниевой» эры. Учёные видят его применение в устройствах, где важнее долгая автономная работа, а не высокая скорость — например, в «умных» датчиках окружающей среды или медицинских имплантах. Пока технология не угрожает позициям кремния, но её развитие может расширить границы микроэлектроники — особенно в областях, где гибкость и минимальное энергопотребление критически важны. Как отмечают авторы, следующий шаг — повышение надёжности сложных компонентов и поиск новых «двумерных» материалов для специализированных задач.
