Представители организации International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) выдвигают прогнозы, что уже в 2015 году медные переходы, которые соединяют между собой слои и элементы кремниевых чипов, станут проблемой, которая еще больше затормозит дальнейшее развитие электроники в целом, которое и так изрядно пробуксовывает в настоящее время. И именно в этот момент следует ожидать возникновения войны за «место под Солнцем» между различными альтернативными технологиями, которые будут являться заменой не только медным переходным отверстиям, но и вообще всем видам электрических соединений, используемых в структуре электронных чипов.
Около 30 месяцев назад, компания IBM продемонстрировала первую электронную интегральную схему, некоторые элементы которой были изготовлены из графена. На единой кремниевой подложке чипа, созданного в лаборатории компании IBM, находились графеновые полевые транзисторы, катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы, которые были соединены друг с другом традиционными способами. Исследователи из UCSB пошли в этом направлении еще дальше, их расчеты, подтвержденные результатами компьютерного моделирования, указывают на то, что на современном технологическом уровне уже можно наладить производство чипов, вся структура которых состоит исключительно из графена.
«Помимо атомарной толщины и абсолютно плоской поверхности, графен обладает еще одним замечательным свойством — у него есть электрическая запрещенная зона, параметры которой можно управлять в ходе процесса производства. С помощью обычных методов литографии можно получать графеновые ленты различной ширины, обладающие кардинально различными электрическими свойствами. Более тонкие лены будут являться полупроводниками, а более широкие — проводниками, как и обычные металлические соединения» — объясняет Костэв Бэнерджи (Kaustav Banerjee), профессор UCSB и директор научно-исследовательской лаборатории наноэлектроники в UCSB, — «Следовательно, используя один единый лист графена, мы сможем спроектировать и изготовить активные и пассивные электронные элементы, сразу объединенные в одну электронную схему. При этом, в этой схеме не будет электрических соединений, мешающих ее работе за счет наличия у них так называемого сопротивления контакта».
В работе, которая была опубликована в журнале Applied Physics Letters, исследователи пишут, что им удалось соблюсти одно из самых главных требования, которое заключается в том, что полностью графеновые интегральные чипы должны превзойти по по электрическим, энергетическим и экономическим показателям существующие сейчас чипы, изготавливаемые по стандартной 22-нм CMOS-технологии.
