Защищённые графеном медные проводники ускорят процессоры и повысят энергоэффективность

С момента открытия графена учёные пытались найти ему самые разнообразные применения на основе его необычных физических свойств. Этот поиск был омрачён сложностью производства материала в промышленных масштабах и нехваткой запрещённой зоны, в результате чего проблемой является отключение тока.

Исследователи из Стэнфордского университета попытались найти применение графену в его нынешнем виде, не стараясь изменить его свойства. Как оказалось, покрытые графеном медные провода намного производительнее обычных, защищённых нитридом тантала, и при этом производительность растёт даже при уменьшении проводов.

Переход на более тонкие технологические процессы в полупроводниковой промышленности обычно считается благом. Если в кремниевых чипах это верно, то в медных проводниках всё по-другому. Уменьшение проводников означает уменьшение количества металла, а значит и электронов, повышение сопротивления и тепловыделения.

Медные проводники защищены покрытием нитрида тантала, чтобы электроны не переходили на близлежащие участки чипа. Специалисты из Стэнфорда установили, что выполняющее ту же работу покрытие из графена может быть тоньше в восемь раз. В результате проводники становятся тоньше при том же количестве меди.

Однако главный плюс состоит в том, что графен является вторым проводящим слоем. Пока преимущество проводников с графеном, в зависимости от длины, составляет 4-17%. В будущем прирост эффективности проводников может быть увеличен до 30%, что в лучшую сторону повлияет на производительность чипов и энергопотребление вычислительных систем в целом.