Вести

Мање од 1 nm: Шта долази после силицијума?

Процесори, меморија, сензори — све то зависи од једног елемента. Силицијума. Он је основа свих савремених микрочипова и већине електронике.

Целе долине носе његово име. А шта ако вам кажем да су научници постигли немогуће — направили чип потпуно без силицијума? Замислите процесор који није направљен од класичних полупроводника, већ од материјала из шарених таблета за желудац.

Да, говоримо о бизмуту. Звучи невероватно, али је стварност: кинески истраживачи развили су чип који функционише на атомском нивоу — тамо где силицијум више не може. Он је компактнији, бржи и ефикаснији — можда и први ексер у ковчегу силицијумске ере.

Зашто заменити силицијум?

Савремени микрочипови постали су превише мали. Процесори данас садрже милијарде транзистора — сићушних прекидача који морају јасно разликовати сигнале. Али како се смањују, појављује се квантно тунеловање — електрони „варају” и пролазе кроз затворене капије.

То узрокује цурење струје, прегревање, кварове и коначно — распад дигиталне логике. На око 5 nm, транзистори губе поузданост. Силицијум је достигао физичку границу: његов атом има пречник од око 0,54 nm — мањи канал није могућ.

Упознајте бизмут

83. елемент периодног система, тежак метал са сребрнасто-ружичастим сјајем. Често се налази у лековима за желудац због заштитних и антимикробних особина. За разлику од других тешких метала, бизмут није токсичан.

Његова предност је јако спин-орбитално спрезање — омогућава контролу не само набоја, већ и спина електрона, отварајући нови начин управљања струјом и смањујући тунеловање.

Сам бизмут је метал, што значи да стално проводи струју — није погодан за логику укључено/искључено. Решење је бизмут оксиселенид, 2D полупроводник који комбинује танкоћу, високу покретљивост и квантне предности.

Први чип без силицијума

У фебруару 2025. тим истраживача са Пекиншког универзитета објавио је рад у Nature представљајући први транзистор без силицијума. И не само теоријски — направили су вишеканални 2D ГААФЕТ од слојева бизмута.

Канал транзистора је ултратанка трака 2D-бизмута потпуно обавијена гејтом. Уређај ради стабилно на само 0,5 nm — величини при којој силицијум постаје неупотребљив због квантних ефеката.

Овај бизмут транзистор је 40% бржи и троши 10% мање енергије од најбољих 3 nm решења из Интела и TSMC-а. Тајна је у високој покретљивости електрона, готово никаквом цурењу, компактној архитектури и употреби графена.

Будућност после силицијума

Иако прототип користи силицијумску подлогу за механичку подршку, она не учествује у раду. Кина снажно промовише ову технологију јер контролише 80% светских резерви бизмута.

Развијачи тврде да је то најбржи и енергетски најефикаснији транзистор у историји. Ово није само научни успех — већ темељ за еру после силицијума.

Када ћемо то видети у стварним уређајима? Експерти процењују да ће комерцијализација потрајати најмање 10 година. Силицијум ће нас још служити, али нова ера микроелектронике је већ у повоју.

Да ли бисте желели паметни телефон са бизмут процесором?