סיליקון זה לחלשים: IBM מציגה שבב מחשב מפחמן

IBM הודיעה כי הצליחה לייצר שבב המבוסס על טכנולוגיית ייצור ייחודית בשם ננו-צינוריות פחמן. הטכנולוגיה הזו תאפשר ליצרני שבבים לייצר מעבדים ורכיבים קטנים בהרבה ממגבלת הגודל של רכיבי אלקטרוניקה מבוססי סיליקון.

השבב ש-IBM הציגה מכיל 10,000 טרנזיסטורים. אמנם אין זה הישג מבחינת הכמות - שבבי סיליקון מכילים מיליוני טרנזיסטורים - אך מדובר בהוכחה לכך שטכנולוגיית הננו-צינוריות אכן שמישה ושניתן יהיה להשתמש בה כבר בעתיד הקרוב.

הבעיה העיקרית שעומדת בפני יצרני השבבים היא שלרכיבים מבוססי סיליקון ישנה מגבלת גודל שמתחת לה קשה עד בלתי אפשרי לתכנן רכיבים. היום לדוגמה, רכיבי זיכרון לטכנולוגיית פלאש מגיעים למזעור של 0.10 מיקרון או 100,000 פיקומטר (טריליונית המטר), לשם השוואה, רדיוס של אטום בודד אינו עובר את ה-300 פיקומטר.

טכנולוגיית ייצור מבוססת ננו-צינוריות פחמן תאפשר ליצרני שבבים למזער את רכיבי המחשבים תוך חיסכון בעלויות צילום: TSMC

הולכה טובה משל סיליקון

היתרונות של הטכנולוגיה של IBM הינם רבים אך בראש ובראשונה היא תאפשר לתכנן רכיבים זעירים במיוחד עד לרמת עובי של אטום בודד. ננו-צינוריות מתבססות על "יריעות" פחמן בעובי אטום בודד, שמגולגלות לצורה של צינור. הננו-צינוריות מסוגלות להוליך חשמל יותר טוב מרכיבי סיליקון, צורתן מתאימה באופן טבעי לבניית טרנזיסטורים וכאמור גודלן מאפשר למזער רכיבים פי כמה וכמה ביחס לסיליקון.

הבעיות שעמדו בפני החוקרים היו בעיקר שהרבה יותר קשה לעבד ננו-צינוריות, ושעל מנת שתשמשנה כרכיבי אלקטרוניקה יש לסלק מהם לכלוכים מטאליים שנוצרים באופן טבעי במסגרת תהליך הייצור שלהן.

חוקרי IBM, הצליחו לא רק להציג טכנולוגיית ייצור שמתמודדת בהצלחה עם הבעיות הללו, הם גם פיתחו שיטת ייצור שתאפשר ליצרני רכיבים לעבור לייצור של שבבי ננו-צינוריות ללא צורך בהחלפה של ציוד הדפסת השבבים הקיים. זאת אומרת ללא צורך בהשקעה של מיליארדי דולרים בבניית מתקני ייצור חדשים.

למה זה טוב?

IBM טרם חשפה כיווני יישום אפשריים למעבד שפיתחה, אולם מעבדים שכאלה יוכלו להשפיע רבות על האופן בו אנו משתמשים במחשב כיום. מעבדי פחמן יוכלו לאפשר פעולה מהירה יותר תוך שימוש בפחות אנרגיה והקטנת המעבד עצמו - מה שיאפשר ביצועים טובים יותר באותו שטח פנים.

החיסכון באנרגיה יוכל לתרום גם לצרכן (מכשירים שלא מתחממים גם בהפעלת יישומים תובעניים), גם לארגונים (צמצום מערכי הקירור בחוות שרתים, מה שיחסוך עלויות הקמה ואחזקה) ועקרונית - אף לאנושות: שרתים חסכוניים במיוחד יצרכו הרבה פחות חשמל, דבר בעל תרומה עקיפה לאקולוגיה.