瑞士科学家表示,到2017年,使用量子隧道技术开发的隧道场效应晶体管[1]有望将计算机和移动电话的能耗降低到目前的百分之一。
瑞士洛桑科技大学的科学家阿德里安·琼斯库(Adrian Jonescu)在英国“自然”杂志的一篇文章中介绍了这一点,该文章是大自然关于硅的特别报告的一部分。
Yonescu指出,瑞士洛桑理工大学,瑞士IBM实验室和法国原子能委员会电子信息技术研究所的科学家目前正在进行与隧道FET相关的研究。
今天的计算机包含无限数量的晶体管,CPU中有不少于10亿个晶体管。
这些小型晶体管通过打开和关闭它们提供由0和1表示的二进制指令,允许我们发送邮件,观看视频和移动。
鼠标等。
目前的晶体管使用称为“场效应”的技术。
- 电压通过电感隧道激活晶体管,但是场效应技术正逐渐达到极限,特别是在降低能耗方面。
太空了。
然而,隧道场效应晶体管技术基于非常不同的原理。
在隧穿场效应晶体管中,两个小槽由能垒隔开。
在第一个小槽中,一大群电子静静地等待,晶体管不被激活,并且当施加电压时,电子穿过能垒并移动到第二个小槽中,同时激活晶体管。
根据量子理论,即使它们显然缺乏足够的能量通过能垒,一些电子也能做到这一点。
这是量子隧道效应。
通过降低能垒的大小,可以增强和利用量子效应。
因此,电子穿过屏障所需的能量大大减少,并且晶体管的能量消耗也显着降低。
Yonescu解释说:“通过用隧道效应取代传统场效应晶体管所利用的场效应,我们可以将施加到晶体管的电压从1伏降低到0.2伏。
从实际的角度来看,电压降低会消耗能量。
减少到前一个百分点。
新一代微处理器芯片将集成传统的场效应技术和隧道FET技术。
IBM和法国电子信息技术研究所开发的模型现已进入工业生产的早期阶段。
我们有理由相信,到2017年,隧道FET将进入大规模制造阶段。
“Yonescu认为隧道FET技术无疑是微处理器领域的巨大技术进步。
他说:“我们正在研究的一个研究项目是找到降低处理器能耗的方法。
隧道FET有望帮助我们实现这一目标。
最后,我们必须设计一个超小型零能量个人电子助手。