Chińscy naukowcy ujawniają procesor RISC-V bez krzemu

Zespół naukowców z Chin wprowadził RV32-WUJI, eksperymentalny 32-bitowy procesor oparty na architekturze RISC-V. To, co wyróżnia ten chip, to wykorzystanie disulfidu molibdenu (MoS₂) — materiału dwuwymiarowego o grubości zaledwie kilku atomów, który jest badany jako potencjalna alternatywa dla krzemu w mikroelektronice.

W przeciwieństwie do grafenu, który jest przewodnikiem, MoS₂ ma właściwości półprzewodnikowe, co czyni go kluczowym dla projektowania tranzystorów. Naukowcy pokonali wyzwania związane ze skalowaniem, hodując duże arkusze tego materiału na podłożu szafirowym, integrując 5 900 tranzystorów w procesorze. Chociaż jego częstotliwość zegara jest daleka od praktycznej dla urządzeń masowych, otwiera drzwi dla aplikacji o ultra-niskim zużyciu energii, takich jak czujniki IoT, gdzie czas pracy na baterii jest ważniejszy niż surowa wydajność.

Jednym z kluczowych przełomów projektu było dostosowanie MoS₂ do istniejących metod wytwarzania półprzewodników. Zamiast tradycyjnego domieszkowania krzemu, zespół użył związków aluminium i złota, aby precyzyjnie dostosować zachowanie tranzystorów. Optymalizacja wspomagana przez sztuczną inteligencję dodatkowo zwiększyła niezawodność chipu, osiągając imponującą dokładność 99,8% w funkcjonowaniu tranzystorów.

Naukowcy przyznają, że MoS₂ nie zastąpi krzemu w najbliższym czasie, ale może znaleźć niszę w specjalistycznych zastosowaniach. Przyszłe badania skoncentrują się na poprawie stabilności komponentów wielobitowych i zwiększeniu częstotliwości zegara. Ten projekt stanowi jeden z pierwszych rzeczywistych kroków w kierunku elektroniki opartej na materiałach 2D, demonstrując, jak alternatywne półprzewodniki mogą poszerzyć granice mikroelektroniki, jednocześnie zachowując kompatybilność z istniejącymi procesami produkcyjnymi.