Con voi còi
Writer
Trung Quốc có thể vừa đạt được một bước tiến quan trọng trong cuộc đua sản xuất chip trên toàn cầu. Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Bắc Kinh cho biết họ đã phát triển thành công một loại bóng bán dẫn mới không dùng silicon, hứa hẹn sẽ giúp chip xử lý chạy nhanh hơn và tiết kiệm điện năng hơn đáng kể. Đây có thể là nền tảng để sản xuất chip theo hướng hoàn toàn mới trong tương lai.
Trong bài nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Materials, nhóm này giới thiệu một thiết kế chip thế hệ mới, thay thế vật liệu silicon truyền thống bằng một loại vật liệu hai chiều có tên là bismuth oxyselenide. Loại vật liệu này không chỉ mỏng và linh hoạt hơn silicon, mà còn giúp electron di chuyển nhanh hơn và cho phép điều khiển dòng điện tốt hơn.
Điểm đặc biệt của thiết kế mới nằm ở cách bóng bán dẫn được cấu tạo. Thay vì chỉ bao phủ ba mặt như thiết kế thông thường, cổng điều khiển của bóng bán dẫn này bao quanh toàn bộ phần nguồn. Điều này giúp kiểm soát dòng điện chặt chẽ hơn, giảm thất thoát năng lượng, từ đó tăng tốc độ xử lý và giảm lượng điện tiêu thụ.
Theo nhóm nghiên cứu, loại chip làm từ bóng bán dẫn mới có thể chạy nhanh hơn tới 40% so với chip silicon tiên tiến nhất hiện nay của các hãng như Intel, trong khi chỉ cần chưa đến 10% năng lượng để hoạt động.
Hiệu suất vượt trội này chủ yếu đến từ các đặc tính đặc biệt của bismuth oxyselenide, như khả năng cho electron di chuyển rất nhanh và hằng số điện môi cao – giúp lưu trữ và sử dụng năng lượng hiệu quả hơn.
Nhà nghiên cứu chính, ông Hailin Peng, nói rằng phát minh này không chỉ là một bước cải tiến nhỏ từ công nghệ silicon hiện tại. Ông ví von rằng nếu cải tiến từ vật liệu cũ chỉ là "đi đường tắt", thì nghiên cứu mới này giống như "đổi sang làn đường khác hoàn toàn".
Không chỉ có ý nghĩa về mặt kỹ thuật, bóng bán dẫn mới còn có thể mang lại lợi thế chiến lược cho Trung Quốc. Trong bối cảnh nước này đang bị hạn chế tiếp cận công nghệ chip tiên tiến từ Mỹ, việc phát triển được chip không dùng silicon có thể giúp Trung Quốc tiến gần hơn đến việc tự chủ công nghệ bán dẫn và tăng cường vị thế trong lĩnh vực này.
Hiện tại, công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Tuy nhiên, nếu được phát triển thành công trên quy mô lớn, nó không chỉ có thể thách thức sự thống trị của silicon, mà còn có khả năng thay đổi toàn bộ cách con người thiết kế chip trong tương lai.
