3D Çip Üretimiyle Moore Yasası'na Yeni Çözüm

Bilgisayar çiplerinde performans artışı, transistörleri daha fazla küçültmenin zorlaşması nedeniyle fiziksel sınırlara dayanıyor. ABD’deki araştırmacılar ise çözümü çipleri yatayda büyütmek yerine yukarı doğru katmanlar halinde inşa etmekte arıyor.

Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi’nden araştırmacıların geliştirdiği yeni yöntem, mevcut çiplerde kullanılan tek kristalli silisyumdan vazgeçmeden 3 boyutlu çip üretmenin yolunu açabilir. Bu teknoloji, aynı alana daha fazla işlem birimi sığdırarak çipleri hem daha hızlı hem de daha verimli hale getirebilir.

MOORE YASASI ZORLANIYOR

1960’larda Gordon Moore tarafından ortaya atılan Moore Yasası, çiplerdeki transistör sayısının yaklaşık 2 yılda bir ikiye katlanacağını öngörüyordu. Ancak üreticiler artık transistörleri küçültme konusunda fiziksel sınırlara yaklaşıyor.

Yeni yaklaşım, transistörleri tek bir düzlemde sıkıştırmak yerine farklı katmanlara dağıtıyor. Araştırmacılar bu sistemi, yatayda yayılan bir yerleşimi yüksek binalarla değiştirmeye benzetiyor. Böylece aynı işlev daha küçük alanda sağlanırken, katmanlar arasındaki iletişim de daha kısa ve hızlı hale geliyor.

ISI SORUNU AŞILDI

Çipleri üst üste yerleştirme fikri daha önce de denenmişti. Ancak en büyük sorun ısıydı. Geleneksel çip üretimi yaklaşık 1000 °C sıcaklık gerektirdiği için yeni bir katman eklemek, alttaki yapıya zarar verebiliyordu.

Araştırmacılar bu sorunu, yüksek sıcaklık gerektiren adımları katmanlama öncesinde tamamlayarak ve ultra ince, esnek silisyum nanomembranlar kullanarak aştı. Bu katmanlar, klasik plakalar gibi zorla birleştirilmek yerine yüzeye daha uyumlu şekilde uygulanabiliyor ve işlem 200 °C’nin altındaki sıcaklıklarda yapılabiliyor.

3 KATMAN BAŞARILDI

Deneylerde 3 katmanlı çalışan çip yapıları üretildi. Bu katmanlarda mantık devreleri ve bellek hücreleri de yer aldı. Bu sonuç, yöntemin yalnızca teorik olmadığını, gerçek devreler üzerinde de çalışabildiğini gösterdi.

Araştırmacılar, yöntemin ileride daha fazla katmana genişletilebileceğini düşünüyor. Böylece yapay zekâ, veri merkezleri, mobil işlemciler ve yüksek performanslı bilgisayarlar için daha yoğun ve hızlı çipler üretilebilir.

Yine de teknolojinin fabrikalara taşınması için bazı engeller var. Mevcut prototipler normalden daha yüksek voltajla çalışıyor. Ticari kullanım için bu değerin düşürülmesi gerekiyor.