Định luật kinh điển của công nghệ sắp bị phá vỡ?

Công nghệ sản xuất chip mới của TSMC có thể khiến định luật Moore bị phá vỡ sau hơn nửa thế kỷ.

Theo SCMP, bài nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature, tác giả gồm các nhà khoa học từ TSMC, Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Đại học Quốc gia Đài Loan (NTU) đã mô tả quy trình sản xuất chip nhỏ hơn 1 nm bằng cách sử dụng bismuth, một nguyên tố bán kim loại làm điện cực cho bóng bán dẫn.

Trong khi những công nghệ tiên tiến nhất hiện nay có thể sản xuất chip nhỏ đến 3 nm, công nghệ mới sẽ "phá vỡ giới hạn của định luật Moore", Chih-I Wu, Giáo sư đến từ NTU, đồng tác giả bài nghiên cứu cho biết.

Định luật Moore có thể bị phá vỡ bởi công nghệ sản xuất chip dưới 1nm của TSMC. (Ảnh: Reuters).

Một trong những cản trở khi cải tiến quy trình sản xuất chip nằm ở cấu trúc và chọn vật liệu phù hợp. Theo Tom's Hardware, việc thu nhỏ kích thước chip nhưng số bóng bán dẫn dày đặc có thể làm tăng điện trở tại các điện cực, ảnh hưởng đến hiệu năng hoạt động.

Nghiên cứu cho thấy sử dụng bismuth làm điện cực giúp giảm đáng kể điện trở, tăng cường độ dòng điện bóng bán dẫn. Hiện tại, công nghệ của TSMC sử dụng vonfram làm điện cực, còn Intel là coban.

Công nghệ sản xuất chip dưới 1 nm của TSMC vẫn đang được thử nghiệm trước khi sản xuất hàng loạt trong vài năm tới. Ngoài ra, các nghiên cứu tiếp theo có thể cân nhắc việc sử dụng chất liệu điện cực khác thay vì bismuth.

Được phát hiện vào năm 1965 bởi đồng sáng lập Intel Gordon Moore, định luật Moore đã trở thành quy tắc cho sự tiến bộ của công nghệ bán dẫn. Theo định luật này, lượng bóng bán dẫn (transistor) trên một con chip sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 2 năm, trong khi mức năng lượng tiêu thụ giảm đi một nửa.

Những năm qua, các hãng chip trên thế giới liên tục đầu tư vào bán dẫn, lĩnh vực công nghệ được đánh giá then chốt trong tương lai.

Đầu tháng 5, hãng IBM của Mỹ đã giới thiệu công nghệ sản xuất chip 2 nm đầu tiên trên thế giới. Quy trình này có thể giúp tăng thời lượng pin cho smartphone gấp 4 lần, cắt giảm khí thải carbon của trung tâm dữ liệu, tăng tốc độ laptop và hỗ trợ ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) hiệu suất cao.

Trung Quốc cũng đang tìm cách bắt kịp Mỹ trong lĩnh vực bán dẫn, trong bối cảnh những tiến bộ công nghệ có thể khiến định luật Moore bị phá vỡ. Theo SCMP, chính phủ Trung Quốc đã đề ra kế hoạch 5 năm, nhắc đến công nghệ bán dẫn tiềm năng "hậu" định luật Moore.

• Những sai lầm khi bật quạt điện mùa hè mà người Việt cần bỏ ngay nếu không muốn rước bệnh vào người
• Nguyên nhân tháp chọc trời Trung Quốc rung lắc dữ dội dù không có động đất
• Những bí ẩn vũ trụ khiến khoa học "bó tay"