Research press release

【電子工学】シリコンを用いたマイクロプロセッサーに代わるものブックマーク

Nature Communications

Electronics: Replacing silicon microprocessors

原子わずか数個分の厚さの半導体を用いて作られたマイクロプロセッサーが実証されたことを報告する論文が掲載される。この技術的進歩は、従来のシリコンエレクトロニクスから原子レベルで平坦なナノエレクトロニクスへの移行を促進するものとなる可能性がある。

今回、Thomas Muellerたちの研究チームは、半導体だけで作られたマイクロプロセッサーとしては最も複雑なものを実地に実証した。この半導体は、二硫化モリブデン(MoS2)という二次元材料と原子レベルで平坦な集積トランジスター115個からなる回路でできている。このMoS2コンピューターは、従来のシリコンを用いたマイクロプロセッサーのように、外部メモリーに保存されたユーザーが定義するプログラムを実行でき、論理演算を実行し、周辺機器にデータを転送できる。この二次元マイクロプロセッサーは、原子レベルで平坦なものであるため、従来の大きな三次元シリコンエレクトロニクスが直面している回路の複雑化とトランジスターの小型化に伴う課題はない。シリコンエレクトロニクスの集積度が限界に達しようとしていると考えられることに懸念が生じているが、小さな二次元トランジスターの製造法には原理的に物理的限界はない。

今回の研究で実証された二次元マイクロプロセッサーは、既存の半導体製造プロセスに適合しており、より複雑なアーキテクチャーと機能性を備えるように直ちにスケールアップできるため、実際に作動する有望なシリコンエレクトロニクスの代替品となる可能性がある。

A microprocessor built using a semiconductor that is only few atoms thick is demonstrated in a paper published in Nature Communications. This technological advance may facilitate the transition from conventional silicon electronics to atomically flat nano-electronics.

Thomas Mueller and colleagues provide a working demonstration of the most complex microprocessor entirely made of a semiconductor reported to date. It is made from a two-dimensional material called molybdenum disulphide (MoS2), and the circuitry consists of 115 atomically flat integrated transistors. Like traditional silicon microprocessors, this MoS2 computer can execute user-defined programs stored in an external memory, perform logical operations and transmit data to the device periphery. Owing to its atomically flat nature, the two-dimensional microprocessor is not plagued by the challenges that increasing circuitry complexity and transistor miniaturisation are posing to conventional, bulky, three-dimensional silicon electronics. Although concerns have been raised that the integration limits of silicon electronics may soon be reached, there is, in principle, no physical limit to how small two-dimensional transistors can be made.

The demonstrated two-dimensional microprocessor is already compatible with the existing semiconductor manufacturing processes, and is also readily scalable to more complex architectures and functionalities, thus, it could provide a viable and performing alternative to silicon, the authors conclude.

doi: 10.1038/ncomms14948 | 英語の原文

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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