Viện Công nghệ Israel tìm ra vật liệu mới có thể thay thế silicon trong sản xuất chip

Theo khẳng định của Viện Công nghệ Israel, vật liệu này có thể sử dụng để tạo ra loại bóng bán dẫn mới dùng để sản xuất chip, thay thế cho bóng bán dẫn silicon có chức năng bị hạn chế do kích thước siêu nhỏ của chúng.

Bóng bán dẫn điều khiển hoạt động của chip bằng cách kiểm soát dòng điện chạy qua. Theo thời gian, các loại bóng bán dẫn này đã được giảm kích thước xuống chỉ còn hàng chục nguyên tử, cho phép một chip chứa hàng tỷ bóng bán dẫn.

Tuy nhiên, gần đây, xu hướng thu nhỏ bóng bán dẫn silicon đã chậm lại khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các bóng bán dẫn ở kích thước nhỏ có thể gây hại cho hoạt động của bộ xử lý, gây nhiều nguy cơ như rò rỉ dòng điện khi tắt bóng bán dẫn. Ngoài ra, việc thu nhỏ bóng bán dẫn silicon cũng gây lãng phí năng lượng, chẳng hạn như làm cạn kiệt pin điện thoại di động nhanh chóng và làm nóng thiết bị, tạo ra lượng nhiệt khổng lồ thải vào khí quyển.

Báo cáo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials cho thấy nhóm nghiên cứu đã phát triển oxit trong hệ thống phòng thí nghiệm độc đáo, đồng thời đạt được hiệu quả đối với các đặc tính dẫn điện, cách nhiệt của vật liệu này để tạo ra các bóng bán dẫn hiệu quả và chính xác.

Viện Công nghệ Israel đã tạo ra vật liệu có thể được sử dụng để tạo ra một loại bóng bán dẫn mới dùng để sản xuất chip. Ảnh minh họa

Các nhà nghiên cứu đã đạt được khả năng kiểm soát khoảng cách giữa các nguyên tử của vật liệu mới với độ chính xác tới đơn vị picometer (hoặc một phần nghìn nanomet), trong khi khoảng cách giữa hai nguyên tử trong silicon để so sánh là khoảng 1/4 nanomet.

Theo các nhà nghiên cứu, bóng bán dẫn trong tương lai sẽ được bật tắt nhanh chóng nhờ mức độ điều chỉnh chính xác của vật liệu và cấu trúc nguyên tử của vật liệu đó. 

Theo đánh giá của các chuyên gia, ngành chip nổi bật với tính chất dễ biến động khi cung và cầu trên thị trường này thường thay đổi theo sự tăng giảm của nền kinh tế thế giới. Vì vậy, doanh số bán dẫn ghi nhận giảm trong quý đầu tiên của năm 2023 có thể nói là do tính chu kỳ của thị trường và những khó khăn về kinh tế vĩ mô. Điển hình như các ông lớn ngành chip bán dẫn như Intel và Samsung lao đao vì nhu cầu giảm, như đối với Intel không chỉ chip máy tính mà nhu cầu về chip cho các trung tâm dữ liệu cũng giảm mạnh.

Trong dịch Covid-19 đã ghi nhận sự tăng vọt về nhu cầu chất bán dẫn, nhất là các sản phẩm chip cho máy tính, điện thoại thông minh, nhưng sau dịch, nhu cầu sụt giảm nhanh chóng, kéo theo sự trì trệ sản xuất của doanh nghiệp, dẫn tới số lượng tồn kho chất bán dẫn tăng lên và giá giảm mạnh.

Mặc dù sụt giảm trong năm 2023 nhưng các nhà sản xuất dự báo thị trường chất bán dẫn sẽ phục hồi trong năm 2024, do đó, biện pháp trước mắt của các nhà sản xuất chip bán dẫn chính là tạm thời cắt giảm đầu tư, thu hẹp sản lượng, thành lập liên minh, thậm chí xem xét sáp nhập.

Còn về lâu dài, các nhà sản xuất sẽ tăng đầu tư phát triển công nghệ lẫn dây chuyền sản xuất mới để sản xuất chip bán dẫn thế hệ mới tiên tiến có kích thước nhỏ hơn, hiệu suất cao hơn, nhu cầu của thế hệ chip bán dẫn tiên tiến này được dự báo sẽ không giảm mà còn tăng mạnh, khi các công nghệ mới như công nghệ trí tuệ nhân tạo, vạn vật kết nối Internet cần những con chip hiện đại ngày càng phát triển.

An Dương (T/h)