محققان با توسعه ماده‌ای جدید قانون مور را زنده نگه می‌دارند

محققان در رشته‌های مختلف علوم گرد هم آمده‌اند تا با کنار هم گذاشتن دانش خود، کلاس جدیدی از مواد دی‌الکتریک با ضریب K پایین توسعه بدهند تا قانون مور را برای همچنان زنده نگداشته و مانع از به پایان رسیدن عمر این قانون شوند.

قانون مور در حدود 50 سال قبل و برای نخستین بار توسط «گوردون مور» یکی از بنیان‌گذاران شرکت اینتل مطرح شد. این قانون می‌گوید تعداد ترانزیستورهای یک چیپست با مساحت ثابت هر دو سال، تقریبا دو برابر می‌شود.

پیشتر از این فانون به عنوان دستورالعملی برای تولید پردازنده‌های کامپیوتری استفاده می‌شد و ساختار منظمی را در توسعه پردازنده‌ها ایجاد می‌کرد. سال‌ها وضعیت تولید چیپست‌ها بر مبنای قانون مور پیش می‌رفت،‌ اما طی سال‌های اخیر صحبت‌هایی در مورد پایان عمر این قانون مطرح می‌شود تا جایی که مدیرعامل انویدیا در حدود دو سال قبل اعلام کرد که قانون مور به پایان راه خود رسیده است.

لازم به ذکر است قانون مور در دستگاه‌هایی مانند گوشی‌های هوشمند گلکسی سامسونگ، آیفون و سایر دستگاه‌ها طی اعمال می‌شود. باید در نظر داشت که با دو برابر شدن تعداد ترانزیستورها،‌ ابعاد آنها در حال نصف شدن است که چنین تغییراتی نه تنها از نظر مالی ممکن است مقرون به صرفه نباشد،‌ بلکه محدودیت‌های فیزیکی هم گاهی چنین اجازه‌ای نمی‌دهد. به علاوه یکی از بزرگترین چالش‌های قرار دادن تعداد ترانزیستور بیشتر در فضایی محدود، مدیریت گرما است.

گروهی از محققان در رشته‌های مختلف از جمله مهندسی مکانیک، مهندسی هوافضا و مهندسی شیمی از دانشگاه «ویرجینیا»، «ویل دیچتل» و دانشگاه «نورث وسترن»، روی توسعه گروه جدیدی از مواد کار می‌کنند تا بتوانند قانون مور را زنده نگهدارند.

دی‌الکتریک با ضریب K پایین با توجه به خواصی که دارند برای استفاده در چیپست‌ها مناسب هستند. چنین دی الکتریک‌هایی به کاهش گرما کمک می‌کنند و در واقع همین دی‌الکتریک‌ها هستند که به حیات قانون مور کمک می‌کنند. اکنون دانشمندان در تلاش هستند دی دی‌الکتریک‌های جدید با ضریب K پایین را شناسایی کنند که بتواند در مقیاس‌های خیلی کوچک هم مورد استفاده قرار گیرد. محققان به این نتیجه رسیده‌اند دستیابی به توسعه چنین ماده‌ای نیازمند حضور متخصصین در رشته‌های تخصصی مختلف است تا بتوانند دانش خود را در کنار یکدیگر قرار دهند و چنین ماده‌ای را توسعه بدهند.

به همین دلیل در تحقیق برای توسعه این دی‌الکتریک با ضریب K پایین، متخصصانی از رشته‌های مهندسی مکانیک، شیمی، مواد و مهندسی برق گرد هم آمده‌اند تا این پروژه را به سرانجام برسانند.

محققان برای توسعه این کلاس جدید مواد، ورق‌های پلیمری به ضخامت فقط یک اتم را توسعه داده و آن را 2-D نامیده‌اند. خواص این ورقه‌ها با لایه بندی در یک معماری خاص کنترل می‌شود. محققان در تلاش هستند کیفیت این ورق‌های پلیمری را بهبود ببخشند.

با این کار می‌‌توان امید داشت تا ترانزیستورهای کوچک‌تری به صورت متراکم توسعه یابد. خواص این ورقه‌ها به تازگی توسط نهاد «نقشه راه بین‌المللی برای نیمه‌هادی‌ها» به عنوان پیش‌نیازی برای مدارهای مجتمع نسل بعد تایید شده‌اند.