Innovazione: Nature, ecco il microprocessore con transistor ai nanotubi di carbonio

La notizia del microprocessore – realizzato con transistor a nanotubi di carbonio complementari a ossido di metallo – è stata pubblicata sulla rivista scientifica Nature mercoledì 28 agosto 2019.

Come spiega Nature, “i metodi di progettazione e fabbricazione” utilizzati per realizzare questo microprocessore sperimentale, “superano le precedenti sfide associate all’uso dei nanotubi a carbonio”. Con questa innovativa tecnologia sarebbe possibile “fornire un sostituto efficiente dal punto di vista energetico  del silicio nei dispositivi microelettronici avanzati”. Il microprocessore, a 16 bit è composto da più di 14.000 transistor a nanotubi di carbonio – Carbon Nanotube CNT.

Lo studio è descritto nell’articolo Modern microprocessor built from complementary carbon nanotube transistors – Microprocessore moderno costruito con transistor a nanotubi di carbonio complementari. Nature volume 572, 2019, pagine 595 – 602. Gli autori della ricerca sono Aya Amer, Arvind, Mindy D. Bishop, Anantha Chandrakasan, Samuel Fuller, Gage Hills, Rebecca Ho, Pritpal Kanhaiya, Christian Lau, Denis Murphy, Max M. Shulaker, Tathagata Srimani, Yosi Stein, Andrew Wright.

Una innovazione che cambia il paradigma della progettazione e produzione dei processori.

L’articolo spiega anche che “l’elettronica si sta avvicinando a un grande cambiamento di paradigma perché il ridimensionamento del transistor di silicio non produce più benefici storici di efficienza energetica, spronando la ricerca verso nanotecnologie oltre il silicio. In particolare, i circuiti digitali basati su transistor a effetto di campo di nanotubi di carbonio – CNFET promettono sostanziali benefici in termini di efficienza energetica, ma l’incapacità di controllare perfettamente i difetti intrinseci su nanoscala e la variabilità dei nanotubi di carbonio ha impedito”, fino ad oggi, “la realizzazione di sistemi integrati su larga scala”.

Il nuovo microprocessore permette invece di superare tali difficoltà tecnologiche. È basato “su set di istruzioni RISC-V” e “esegue istruzioni standard a 32 bit su dati e indirizzi a 16 bit”. I ricercatori spiegano di averlo “progettato e fabbricato con una progettazione standard industriale”, utilizzando flussi produttivi ugualmente standardizzati. Hanno così studiato e elaborato “una metodologia di fabbricazione per i nanotubi di carbonio, un insieme di tecniche di elaborazione e progettazione combinate per superare le imperfezioni su nanoscala, attraverso substrati di wafer completi”. Una innovazione tecnologica e produttiva che permette di superare i tradizionali microprocessori basati su silicio.

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