About / Advertise
En prototyp till en mikroprocessor i grafen kan komma så tidigt som 2015, och de första kommersiella grafenprocessorerna – supersnabba med miljarder transistorer – kan nå marknaden 2022. Det spår grafenforskaren Bhagawan Sahu i en intervju.
Sedan grafenforskarna André Geim och Konstantin Novoselov ifjol belönades med nobelpriset för sitt lyckosamma experiment att skapa atomlagertunna skivor av kol så har forskningen och intresset kring grafen formligen exploderat. IBM har visat en enkel integrerad krets i materialet, och transistorer har skrämts upp i 155 GHz.  |
| Bhagawan Sahu |
Bhagawan Sahu, forskningsledare vid mikroelektronikcentret vid University of Texas i Austin, säger nu i en intervju i webbtidningen Next Big Future (länk), att en mikroprocessor i grafen är inom räckhåll.
– Industrin siktar på en prototyp omkring år 2015. Den måste sedan förfinas i företagens labb, och förhoppningsvis har vi de första kommersiella grafenprocessorerna på marknaden år 2022, säger han i intervjun.
En sådan processor skulle kunna innehålla flera miljarder transistorer och klockas i flera gigahertz, tror han.
Han tror också att CMOS når en praktisk gräns vid 7 nm. Dit har Intel sagt sig nå, men vid det laget tror Sahu att kisel spelat ut sin roll. Medan grafen, vars atomlager ju bara är någon halv nanometer tjockt och vars elektronmobilitet är långt högre än kisel, skulle kunna bli en idealisk ersättare.
Grafen har dock några fundamentala nackdelar. Dels switchar materialet inte av, eftersom det inte har något bandgap. De transistorer som tagits fram och som switchar uppemot 100 GHz fungerar bra för analoga tillämpningar, men i den digitala världen måste det finnas en nolla jämte ettorna. En möjlighet att lösa detta är att använda tvålagersgrafen, en så kallad BiSFET - Bilayer Pseudospintronic Field Effect Transistor, något som Sahu och hans forskare just nu undersöker.
– En BiSFET utnyttjar två oberoende lager av grafen med en isolator eller vakuum emellan. Laddningen finns antingen i det övre eller undre lagret, och vi förutser att man med extremt låg spänning kan styra laddningen mellan de två lagren, förklarar han i intervjun.
Han konstaterar också att kolnanorör, en teknik som för bara några år sedan utpekades som nästa stora halvledarmaterial, idag ses som ett tämligen dött spår i elektronikhänseende. Kolnanorören är alltför assymetriska, och därtill svåra att ansluta till annan elektronik.
– De flesta grafenforskarna idag är före detta kolnanorörsforskare som insett att nanorören aldrig kommer att fungera för logik.
Den största utmaningen för grafen ligger i massproduktionen, säger Sahu. Att få in grafen i halvledarprocesser till en rimlig kostnad är inget han ser någon lösning på. Men han säger sig vara säker på att Moores lag kommer att fortsätta gälla i 20 år framöver, tack vare kontinuerliga framsteg inom såväl material som kretsarkitektur.
– Jag är helt säker på att grafenforskningen kommer att överraska oss regelbundet, så att ersätta kisel-CMOS med grafen behöver inte bli svårt, säger han.
Bhagawan Sagus utsagor får stöd av den svenska grafenforskaren Mikael Syväjärvi i Linköping.
– Andra tillämpningar av grafen på kiselkarbid kan komma tidigare, men den mest krävande elektroniken tar cirka tio år. Perspektivet stämmer överens med våra planer om en inledande volymproduktion av grafen i det bolag som vi bildar i höst, säger han.
