Kam dál: Narážíme na limity křemíku? | Kapitola 3
Seznam kapitol
Nejnovější generace grafik a procesorů je docela horká a docela žravá. To jednak není v časech energetické krize optimální, hlavně to ale přináší otázku: Blížíme se konečně k technologickým mezím křemíkových polovodičů?
Zmenšování plochy čipu při zvýšeném ztrátovém teple představuje problém, protože musíte teplo odvádět dostatečně rychle. Pro overclockery je řešením dusík a další formy kryochlazení, což je ale čistě jejich věc, a navíc to je svého druhu sportovní disciplína, která se nedá nasadit v každodenní praxi. Protože se většina tepla odvádí od silikonu vedením (kondukcí), narážíme na další problém, totiž otázku tepelné vodivosti. Dnes se pro odvod používá obvykle měď, což je překvapivě efektivní tepelný vodič, moc lepších nemáme. Překonává ji o něco málo stříbro, výrazněji diamant a zdá se, že budoucnost patří grafénu.
Ono obecně se zdá, že grafén bude představovat ideální řešení pro elektroniku budoucnosti. Je to třetí důležitá forma uhlíku, který má téměř magické vlastnosti. Dnes dostává pokroková mládež z uhlíku psotník, protože ho má asociovaný hlavně se skleníkovými plyny, ale faktem je, že to je naprosto zásadní prvek, bez kterého by neexistovala naše forma života.
Uhlík tvoří zároveň nejměkčí minerál – grafit (tvrdost 1), ale taky ten úplně nejtvrdší přírodní minerál – diamant (tvrdost 10). Rozdíl mezi nimi je vlastně jenom ve vnitřním uspořádání, což je zcela fascinující. Grafén není grafit, je to velice plochá struktura, která má na výšku jenom jeden atom, má velkou elektrickou i tepelnou vodivost – a dovoluje, přinejmenším teoreticky, vytvoření tranzistorů schopných pracovat až na 1 THz.
Další velice šílený materiál je stanen, což je dvourozměrná struktura připomínající grafén, ale z cínu. Patří mezi topologické vodiče, které vedou proud po okrajích, ale ne uprostřed, což otevírá nové možnosti v náhradě klasické elektroniky. Začínáme se totiž blížit možnostem klasických silikonových hradel, dnes jsme na 5 nm a blíží se 3 nm proces, přičemž velikost jednoho atomu křemíku je 0,2 nm. Jednotlivé prvky už tedy začínají být zatraceně malé – a brzy narazíme na velikost atomů, což prostě obejít nelze.
Okamžik, kdy už nepůjde zmenšovat struktury, se nazývá „konec Moorova zákona“ – a počítá se s tím, že to bude kolem 1 nm.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
