Kaj to pomeni? Da ko se razdalja med tranzistorji (znani nanometri mikročipa) približa velikosti le nekaj atomov, zakoni klasične fizike ne veljajo več in začnejo prevladovati čudni zakoni kvantne mehanike. V tem drobnem svetu se elektroni lahko „tunelirajo“ skozi ovire, ki bi jih morale zadrževati, zaradi česar tranzistorji izgubijo sposobnost zanesljivega izklapljanja in vklapljanja. To je končna fizična meja miniaturizacije.
Ob tem izzivu je ekipa Univerze za znanost in tehnologijo King Abdullah (KAUST) v Saudovi Arabiji ne le potrdila, da se bliža konec ene dobe, ampak tudi nakazala pot za naslednjo. Ustvarili so prvo hibridno integrirano vezje s šestimi plastmi, kar je brezprecedenčen napredek, ki zaznamuje novo smer: ko prostora na mikročipu ni več mogoče zmanjšati, je edina rešitev vertikalna rast. Napredek je bil objavljen v reviji Nature.
„V preteklosti se je industrija polprevodnikov osredotočala na zmanjševanje velikosti tranzistorjev, da bi povečala gostoto integracije. A dosegamo mejo kvantne mehanike in stroški se strmo dvigujejo,« pojasnjuje Xiaohang Li, vodja študije, v izjavi za javnost. »Da bi lahko nadaljevali, moramo pogledati onkraj planarskega povečanja; vertikalno zlaganje tranzistorjev je obetavna rešitev.«
Do zdaj ni nihče uspel preseči dveh plasti v hibridnih čipih. Ekipa KAUST je to ne le dosegla, ampak je rekord štirikratno presegla in dosegla šest funkcionalnih plasti.
Doseganje tega podviga ni bilo enostavno. Zlaganje plasti mikročipov je običajno brutalni proces, ki zahteva temperature več sto stopinj, kar poškoduje spodnje plasti, ko se dodajajo zgornje. Ekipa KAUST je zasnovala postopek, ki temelji na treh korakih. Prvi je bil izpopolnitev teksture vsakega sloja, da je postal gladkejši kot v prejšnjih postopkih. Drugi je bil doseganje popolne poravnave, s čimer so zagotovili, da se je vsaka etaža »neboškrabača« optimalno povezala z naslednjo.
In nazadnje, doseganje nizke temperature. Noben korak proizvodnje ni presegel 150 °C, večina pa je bila izvedena skoraj pri sobni temperaturi, kar je ohranilo celovitost celotnega sklopa.
Ta metoda ni le dosežek sama po sebi, ampak, kot trdi Saravanan Yuvaraja, soavtor študije, „zagotavlja načrt za vertikalno širitev in povečanje funkcionalne gostote daleč nad sedanje meje”.
Ta napredek utira pot novi generaciji močnejših, manjših in učinkovitejših naprav, ki so ključnega pomena za fleksibilno elektroniko, pametno zdravje in internet stvari. To ni konec napredka, ampak začetek nove dimenzije: vertikalne.
