จีนสร้างโปรเซสเซอร์ 2 มิติที่ซับซ้อนที่สุดในโลก ทำจากโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ หนาเพียง 3 อะตอม

ทีมนักวิจัยชาวจีนได้สร้างโปรเซสเซอร์ที่ซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยมีมา โดยใช้เซมิคอนดักเตอร์สองมิติ ซึ่งมีชื่อว่า RV32-WUJI ชิปดังกล่าวประกอบด้วยทรานซิสเตอร์จำนวน 5,931 ตัว ที่ทำจาก “โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ (MoS₂)” และมีความหนาเพียงสามชั้นอะตอมเท่านั้น

MoS₂ เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีโครงสร้างบางระดับอะตอม โดยมีชั้นโมลิบดีนัมแทรกอยู่ระหว่างชั้นกำมะถันสองชั้น จากการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature นักวิจัยระบุว่า โครงสร้างนี้ทำให้สามารถสร้างทรานซิสเตอร์ที่ใช้งานได้ในชั้นที่มีความหนาเพียงไม่กี่อังสตรอม ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เทคโนโลยีซิลิคอนแบบเดิมไม่สามารถทำได้ทางกายภาพอีกต่อไป

RV32-WUJI:

• ทำงานที่ความถี่ระดับกิโลเฮิรตซ์ ใช้พลังงานต่ำ (0.43 มิลลิวัตต์)
• เข้ากันได้กับ CMOS บนพื้นผิวแซฟไฟร์
• มีไลบรารีเซลล์มาตรฐาน 25 แบบ สร้างสถาปัตยกรรม RISC-V 32 บิตที่สมบูรณ์
• อัตราผลผลิต 99.8% (สำหรับการดำเนินการทางคณิตศาสตร์อย่างง่าย)

ความท้าทายและการแก้ไข:

• ขาดตัวเลือกในการเจือสาร แก้ไขโดยใช้โลหะต่างกัน (อลูมิเนียม, ทองคำ) ควบคุมค่าเกณฑ์
• ใช้แมชชีนเลิร์นนิงปรับขั้นตอนการผลิต

ข้อจำกัด: อัตราผลผลิตลดลงเมื่อใช้รีจิสเตอร์ขนาดใหญ่ (8 บิต: 71%, 64 บิต: 7%)

ความสำคัญ: แสดงให้เห็นว่าวัสดุ 2 มิติกำลังก้าวข้ามการสาธิตไปสู่การบูรณาการระบบ (ชิปตรรกะก่อนหน้ามีทรานซิสเตอร์ MoS₂ เพียง 156 ตัว)

เป้าหมายระยะยาว: ใช้ในแอปพลิเคชันประหยัดพลังงาน เช่น ชิป Edge สำหรับ IoT หรือเซ็นเซอร์อัจฉริยะ

RV32-WUJI: ไม่ใช่ตัวแทนซิลิคอน แต่เป็นพิมพ์เขียวสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โมเลกุลเดี่ยวที่มีศักยภาพในระดับอุตสาหกรรม เซมิคอนดักเตอร์ 2 มิติอาจเปิดโอกาสใหม่ ๆ ในการออกแบบชิปในระยะกลาง

ที่มา : https://www.all-about-industries.com/researchers-develop-atomically-thin-32-bit-risc-processor-a-0609d994e0ab1d36a76dd3b9f248409d/