Vesti

Manje od 1 nm: Šta dolazi posle silicijuma?

Procesori, memorija, senzori — sve to zavisi od jednog elementa. Silicijuma. On je osnova svih savremenih mikročipova i većine elektronike.

Cele doline nose njegovo ime. A šta ako vam kažem da su naučnici postigli nemoguće — napravili čip potpuno bez silicijuma? Zamislite procesor koji nije napravljen od klasičnih poluprovodnika, već od materijala iz šarenih tableta za želudac.

Da, govorimo o bizmutu. Zvuči neverovatno, ali je stvarnost: kineski istraživači razvili su čip koji funkcioniše na atomskom nivou — tamo gde silicijum više ne može. On je kompaktniji, brži i efikasniji — možda i prvi ekser u kovčegu silicijumske ere.

Zašto zameniti silicijum?

Savremeni mikročipovi postali su previše mali. Procesori danas sadrže milijarde tranzistora — sićušnih prekidača koji moraju jasno razlikovati signale. Ali kako se smanjuju, pojavljuje se kvantno tunelovanje — elektroni "varaju" i prolaze kroz zatvorene kapije.

To uzrokuje curenje struje, pregrevanje, kvarove i konačno — raspad digitalne logike. Na oko 5 nm, tranzistori gube pouzdanost. Silicijum je dostigao fizičku granicu: njegov atom ima prečnik od oko 0,54 nm — manji kanal nije moguć.

Upoznajte bizmut

83. element periodnog sistema, težak metal sa srebrnasto-ružičastim sjajem. Često se nalazi u lekovima za želudac zbog zaštitnih i antimikrobnih osobina. Za razliku od drugih teških metala, bizmut nije toksičan.

Njegova prednost je jako spin-orbitalno sprezanje — omogućava kontrolu ne samo naboja, već i spina elektrona, otvarajući novi način upravljanja strujom i smanjujući tunelovanje.

Sâm bizmut je metal, što znači da stalno provodi struju — nije pogodan za logiku uključeno/isključeno. Rešenje je bizmut oksiselenid, 2D poluprovodnik koji kombinuje tankoću, visoku pokretljivost i kvantne prednosti.

Prvi čip bez silicijuma

U februaru 2025. tim istraživača sa Pekinškog univerziteta objavio je rad u Nature predstavljajući prvi tranzistor bez silicijuma. I ne samo teorijski — napravili su višekanalni 2D GAAFET od slojeva bizmuta.

Kanal tranzistora je ultratanka traka 2D-bizmuta potpuno obavijena gejtom. Uređaj radi stabilno na samo 0,5 nm — veličini pri kojoj silicijum postaje neupotrebljiv zbog kvantnih efekata.

Ovaj bizmut tranzistor je 40% brži i troši 10% manje energije od najboljih 3 nm rešenja iz Intela i TSMC-a. Tajna je u visokoj pokretljivosti elektrona, gotovo nikakvom curenju, kompaktnoj arhitekturi i upotrebi grafena.

Budućnost posle silicijuma

Iako prototip koristi silicijumsku podlogu za mehaničku podršku, ona ne učestvuje u radu. Kina snažno promoviše ovu tehnologiju jer kontroliše 80% svetskih rezervi bizmuta.

Razvijači tvrde da je to najbrži i energetski najefikasniji tranzistor u istoriji. Ovo nije samo naučni uspeh — već temelj za eru posle silicijuma.

Kada ćemo to videti u stvarnim uređajima? Eksperti procenjuju da će komercijalizacija potrajati najmanje 10 godina. Silicijum će nas još služiti, ali nova era mikroelektronike je već u povoju.

Da li biste želeli pametan telefon sa bizmut procesorom?