Hewlett-Packardin tutkijat kertovat luoneensa uuden tavan suunnitella tulevaisuuden nanoelektronisia virtapiirejä. Yhtiön mukaan sen ansiosta voidaan luoda toimivuudeltaan lähes täydellisiä laitteita, joiden valmistuskustannukset voivat olla tuhansia kertoja alhaisemmat verrattuna tämänhetkisten teknologioiden avulla toteutettaviin laitteisiin.
Uusi lähestymistapa perustuu koodausteoriaan, jota on tähän asti käytetty lähinnä matematiikan, kryptografian ja televiestinnän sovelluksissa.
"Olemme luoneet kokonaan uuden tavan suunnitella elektronisia liitäntöjä nanokoon virtapiireihin. Läpimurtoon auttoi koodausteoria, jota käytetään nykyään muun muassa digitaalisissa matkapuhelinjärjestelmissä ja avaruusluotaimissa", sanoo Stan Williams, HP Labsin Quantum Science Research -työryhmän johtaja.
Kesäkuun 6. päivänä ilmestyneen Nanotechnology-lehden artikkelin kirjoittajina ovat HP Labsin tutkijat Phil Kuekes, Warren Robinett, Gadiel Seroussi ja Stan Williams. He kuvailevat artikkelissa vakaatoimista rajapintaa HP:n patentoituun crossbar-kytkinarkkitehtuuriin. Uudessa lähestymistavassa kehitetään myös demultiplexer-nimellä tunnettua laitetta aiempaa pidemmälle.
Williams uskoo tulevaisuuden sirujen perustuvan ainakin osaksi crossbar-arkkitehtuuriin. Nanokoon sirut saattavat olla geometrisen monimutkaisuutensa takia rajoittuneita, koska piirejä ei välttämättä pystytä langoittamaan riittävällä tarkkuudella.
Sinällään crossbar-rakenteet ovat tavanomaisia ja suhteellisen helppoja ja edullisia valmistaa verrattuna tämän päivän suorittimien monimutkaisiin transistoreihin ja muihin osiin. Crossbar-rakenteiden heikkoutena on, että ne tarvitsevat enemmän tilaa sirulla kuin nykyiset osat.
Täydelliset sirut tuovat säästöjä
Mahdollisuus luoda vikasieto-ominaisuuksiltaan riittävän täydellisiä siruja voi tuoda siruvalmistajille suuria kustannushyötyjä tulevina vuosina. Stan Williams kertoo, että HP Labsin tutkimusryhmä on luonut toimivia laitteita laboratorio-olosuhteissa komponenteiltaan 30 nanometrin kokoluokassa, mikä on noin kolmannes tämän päivän siruista.
International Technology Roadmap for Silicon ennustaa, että 32 nanometrin kokoisilla osilla varustetut sirut tulevat tuotantoon 7-8 vuoden kuluessa.