आईटीआरएस (सेमीकंडक्टरों के लिए अंतर्राष्ट्रीय रोडमैप) के अनुसार, माइक्रोप्रोसेसर प्रदर्शन और सेमीकंडक्टर उद्योग के विकास को बढ़ाने के लिए दीर्घकालिक योजनाएं सीधे प्रौद्योगिकियों और सामग्रियों के विकास से संबंधित हैं जो पारंपरिक सीएमओएस इलेक्ट्रॉनिक्स और सिलिकॉन की जगह ले सकती हैं। इस कार्य की जटिलता को मुश्किल से कम किया जा सकता है, क्योंकि इस तरह के विकल्पों की खोज हमारी दैनिक आवश्यकताओं के लिए एक पानी के विकल्प की तलाश करने की कोशिश में है ...
परिचित एच 2 ओ एक अविश्वसनीय रूप से दिलचस्प तरल पदार्थ है। यह एक सार्वभौमिक विलायक है, जो प्रकाश स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग के लिए पारदर्शी है और केशिका प्रभाव के प्रभाव में गुरुत्वाकर्षण के बल पर आगे बढ़ने में सक्षम है। पानी ठंडा करने के लिए अत्यधिक कुशल है और भाप में बदलने के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह कम घना हो जाता है और जमने पर फैलता है, और कई अन्य तरल पदार्थों के साथ आसानी से मिलाया जाता है। इसमें उच्च अपवर्तनांक है, तटस्थ पीएच है, इसे साफ करना आसान है, और यह लगभग हर जगह बहुतायत में पाया जाता है। सूची पर और पर चला जाता है, लेकिन नीचे की रेखा है: कई तरल पदार्थ हैं जो किसी एक क्षेत्र में अपनी विशेषताओं में पानी को पार करते हैं, लेकिन उनमें से कोई भी पर्याप्त प्रतिस्थापन नहीं है, अगर हम सभी विशेषताओं को ध्यान में रखते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक्स में सिलिकॉन से इंकार करना रोजमर्रा की जिंदगी में पानी को नकारना लगभग मुश्किल है।उसी तरह, कई प्रौद्योगिकियां हैं जो वर्तमान उत्पादन तकनीक के कुछ विशेष पहलुओं को बेहतर बना सकती हैं, और कई सामग्रियां हैं जो सिलिकॉन को प्रतिस्थापित कर सकती हैं। लेकिन इस तरह के प्रतिस्थापन को उत्पादन के लगभग सभी चरणों में कई बदलावों की आवश्यकता होगी। स्थानीय परिवर्तन सफल नहीं होंगे।
ITRS रिपोर्ट लगभग सभी वर्तमान में ज्ञात विकल्पों पर विचार करती है: कार्बन नैनोट्यूब, ग्राफीन, नैनोवायर, स्पिनट्रॉनिक्स, जर्मेनियम, आदि का उपयोग। केवल मोलिब्डेनम का उल्लेख नहीं है। इन तकनीकों में से प्रत्येक का वर्णन एक स्वतंत्र पोस्ट पर खींचने में आसान है, इसलिए इसके बजाय, "कब?" प्रश्न पर ध्यान केंद्रित करें।
रिपोर्टें अत्यधिक अस्पष्ट नहीं हैं, लेकिन समस्याओं की गंभीरता को इंगित करती हैं। नीचे दी गई तालिका उत्पादन प्रक्रिया के विभिन्न चरणों को दर्शाती है और जब संबंधित तकनीक सैद्धांतिक रूप से उनमें कार्यान्वयन के लिए तैयार हो सकती है।
आप देख सकते हैं कि निकट भविष्य में डिवाइस पैकेजिंग के क्षेत्र में कई नई तकनीकों की उम्मीद है। यही कारण है कि यह क्षेत्र अब इतना ध्यान आकर्षित कर रहा है। अगले 3-5 वर्षों में, सीपीयू कंपनियां इस क्षेत्र में नवाचार पर भरोसा कर सकती हैं। लगभग सभी अन्य क्षेत्रों में प्रगति के लिए कुछ तकनीकी बाधाओं पर काबू पाने की आवश्यकता होती है। ग्राफीन या कार्बन नैनोट्यूब का उपयोग संभवतः स्मृति और तर्क तत्वों को बनाने में उपयोग के लिए अगली तकनीक के लिए तैयार हो जाएगा, लेकिन "आधिकारिक" दृष्टिकोण यह कहता है कि ये प्रौद्योगिकियां 10-15 वर्षों की तुलना में व्यावसायिक प्रयोज्यता के स्तर तक नहीं पहुंचेंगी।
और निम्न तालिका अब उपयोग की गई तकनीकों की तुलना में नई प्रौद्योगिकियों के उपयोग से अपेक्षित प्रदर्शन संकेतक दिखाती है। 2 से कम के मूल्य का मतलब है एक गिरावट, और दो से अधिक का अर्थ है वर्तमान संकेतकों पर सुधार।
इनमें से प्रत्येक तकनीक में सिलिकॉन की तुलना में अधिक क्षमता है, लेकिन उनके उपयोग के लिए बहुत अधिक समझौता करने की आवश्यकता होती है। कई मामलों में, उभरती समस्याओं का समाधान भी लगभग ज्ञात नहीं है। और आईटीआरएस में इंगित कार्यान्वयन की समय सीमा केवल अटकलें हैं कि इस समय के दौरान एक समाधान मिलेगा।
सबसे अच्छा, समस्याओं का पैमाना कार्बन नैनोट्यूब में देखा जाता है। भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उन्हें सामग्री के रूप में विचार करने के लिए, यह सीखना आवश्यक है कि उन्हें अशुद्धियों के एक नगण्य अंश के साथ कैसे विकसित किया जाए। पिछले 1-2 वर्षों में, व्यावहारिक रूप से इस दिशा में कुछ भी नहीं बदला है: अब प्राप्त होने वाली शुद्धता 99% या 99.8% है, जबकि 99.999999999999% से अधिक शुद्धता प्राप्त करनी होगी। पानी से उपमाओं की ओर लौटते हुए, यह प्रति दर्जन ओलंपिक जल घाटियों की अशुद्धियों की एक बूंद है। यदि कोई प्रौद्योगिकी अब दिखाई देती है जो कि CMOS की तुलना में सफाई और संचालन की सटीकता पर कम मांग थी, तो यह तेजी से कार्यान्वयन के लिए मुख्य उम्मीदवार बन जाएगा। लेकिन अफसोस ...
ओलंपिक पूल में पानी की मात्रा ~ 2500 मीटर 3विचाराधीन "भविष्य की प्रौद्योगिकियों" की कुल संख्या इंगित करती है कि अब कोई भी वास्तव में नहीं जानता है कि कौन सा सबसे उपयोगी होगा। हर्ष के बयान कभी-कभी किए जाते हैं, लेकिन वर्तमान प्रौद्योगिकी के लिए एक संभावित प्रतिस्थापन क्या होगा, इस बारे में कोई सहमति नहीं है।
जैसा कि यह हो सकता है, मध्यम अवधि में, ट्रांजिस्टर में कमी जारी रहेगी। 450 मिमी के व्यास के साथ सिलिकॉन वेफर्स में उत्पादन स्विच करना उत्पादन लागत को कम करना चाहिए (हालांकि
एएसएमएल के हालिया बयान इस बारे में संदेह
बढ़ाते हैं , साथ ही साथ 450 मिमी वेफर्स बिल्कुल भी दिखाई देंगे)। सामान्य तौर पर, प्रवृत्ति का उद्देश्य उत्पादकता के बजाय ऊर्जा दक्षता में सुधार करना होगा। और मोर-से-मूर जैसे दृष्टिकोणों के उपयोग का मतलब है कि हालांकि सामान्य स्थानों में उत्पादकता में वृद्धि बेहद मामूली रहेगी, लेकिन शायद उत्पादकता में वृद्धि होगी जहां यह उम्मीद नहीं थी।
एक बात स्पष्ट है: भले ही निर्माण प्रक्रिया (14nm, 10nm, 6nm ...) को और सुधारना संभव हो, तो इससे होने वाला व्यावहारिक लाभ (पहले से ही अब छोटा) व्यावहारिक रूप से प्रत्येक अगले चरण के साथ गायब हो जाता है। और वैकल्पिक तकनीकों की खोज करने का एकमात्र तरीका है।
दूसरी ओर, इसके अपने फायदे हैं। यह स्थिति सभी कंपनियों को इंटेल और एएमडी से, और Google और एनवीडिया के साथ समाप्त करती है, ताकि डेटा के मूल सिद्धांतों की समीक्षा की जा सके। पिछले 30 वर्षों में, प्रगति एक और एक ही रही है, सबसे आसान तरीका है, लेकिन अन्य हैं। शायद बुनियादी सिद्धांतों के इस तरह के पुनर्विचार से उत्पादन तकनीक में सुधार और घड़ी की आवृत्ति में वृद्धि की तुलना में बहुत अधिक लाभ मिलेगा।