Egy svájcban dolgozó magyar kutató laborjából kerülhet ki a jövő kis fogyasztású processzora. Kis András professzor a chipek alapanyagának számító szilíciumot cserélné le a hazánk területén is bőven előforduló molibdenit ásványra. Az lapka első prototípusa már el is készült, szülőatyja pedig elmagyarázta az [origo]-nak az új technológia előnyeit és az előtte álló kihívásokat.

Az arc formájához idomuló házba szerelt, alig melegedő, és az akkumulátort is csak minimálisan merítő lapkák kerülhetnek a jövő okostelefonjaiba, ha egy magyar fejlesztő kutatásai megvalósulnak. Kis András professzor kollégáival a neves svájci École Polytechnique Fédérale De Lausanne műszaki egyetem nanotechnológiával foglalkozó kutatólaboratóriumában hozta létre a molibdenitből készült chip első prototípusát. Ez ugyan még csak alapvető funkciókra képes, a professzor szerint azonban akár tíz-tizenöt éven belül megtalálható lehet a boltokban kapható termékekben.

Alapműveleteket tud csak a csodachip

A LANES kutatóközpont laborjában létrehozott prototípus egyelőre csak az alapvető bináris műveletek elvégzésére képes. Az alig néhány tranzisztort tartalmazó lapka azonban bizonyította, hogy molibdenitet használva jobb hatásfokú, vékonyabb processzorok készíthetőek. Az egyelőre név nélküli processzorban meglevő alapvető utasításokból felépíthetőek a bonyolultabb bináris műveletek, valamint a modern lapkákban meglevő digitális műveletek. Kis professzor az [origo]-nak telefonon elmondta, hogy a kutatcsoport következő feladata a több tranzisztorból álló, bonyolultabb felépítésű molibdenit lapkák létrehozása .

Forrás: LANES, Lausanne
Tranzisztor: a golyós építőjátéka hasonlító réteg készül molibdenitből

A molibdenit előnye, hogy óriási mennyiségben áll rendelkezésre a Földön, Magyarországon például a Pákozd térségében valamint a Sukoró közelépben taláható Ördög-hegyen bányásznak molibdenitet, és ezen felül több helyen észlelték még az ásvány előfordulását. Mennyiségi problémák ugyan a szilíciummal sincsenek, ám az elektronikai eszközökben használt lapkák más alapanyagaiból már tíz éven belül is hiány jelentkezhet. Az igen ritkának és emiatt drágának számító irídiummal vagy a kadmiummal szemben molibdenitből körülbelül 19 millió tonnányi található a Földön. A molibdenitre való átállás ezeknek a ritkaföldfémeknek a hiányát nem oldja meg, hiszen a szilícium helyét veszi át a hazánkban is nagy mennyiségben található ásvány. Az viszont az új lapkák előnyére válik, hogy míg az eddig használt szilíciumból a 2 nanométeres volt a legvékonyabb méret, amellyel a processzorgyártók dolgozni tudtak, az új anyagból viszont már a 0,65 nanométer vastagságú szelet is elég - magyarázta el Kis András az [origo] kérdésére.

A szilícium végnapjait éljük

Az új alapanyagból készülő lapkákból elsősorban a mobil eszközök gyártói profitálhat: a molibdenit-alapú chip tranzisztorai könnyebben kapcsolhatók ki, így a lapka kevesebb energiát veszít és kevésbé melegszik jelenlegi társainál. Amennyiben az ipar át tud majd térni az új technológiára, úgy takarékosabban fognak bánni a kütyük az akkumulátorokkal, a formatervezők pedig szabad kezet kapnak a kütyük kialakításánál, mert nem köti majd kezüket az, hogy a szerkezeteket fejlett hűtési megoldásokkal is ellássák.


Régen álmodnak hajtogatható kütyüket a dizájnerek

Kis András a Nature Nanotechnology nevű, nanotechnológiai szakfolyóiratban publikálta az első, egyelőre kezdetleges funkciókra képes molibdenit alapú chip létrehozásának részleteit. Felvetése azért jelentős, mert elszakadást javasol a több mint ötvenéves szilícium-alapú technológiától. Az első integrált áramkörhöz ugyan még germániumot használtak az Intel kutatói, ám azóta minden egyes processzor szilícium alapokra épül. Kis szerint most jött el az ideje a komolyabb szerkezeti váltásnak, mert a szilícium oxidációra való hajlandósága és ridegsége már akadályozza a nagyobb teljesítmény újabb lapkák kifejlesztését.

Rejtély még, hogy olcsó lesz-e

Bár az új chipek alapanyaga rendkívül olcsó, Kis András szerint korai lenne még becslésekbe bocsátkozni, hogy le tudja-e szorítani az új technológia a processzorok árát. A molibdenit alapú technológiában megvan a lehetősége, hogy tízszer olcsóbb chipeket készítsenek vele, ám ehhez még több évnyi kutatás fejlesztés, és chipgyár építés szükséges. Az egyik legnagyobb félvezetőgyártó már érdeklődött is a technológia iránt a LANES kutatóközpontban, ám ők is arra várnak, hogy a technológia kikerüljön a laborból és ipari méretekben is használhatóvá váljon.

A molibdenit chipeknek még híre sem volt, amikor a mobiltelefonok és e-könyv-olvasók dizájnerei hajlítható eszközökről kezdtek álmodozni. A papírlapként zseb méretűre hajtogatható okostelefon létrehozásához még a hajlítható és nyújtható akkumulátort kell kidolgoznia az iparnak, mert a gyűrődést jól bíró kijelzőpanelekből már kész vannak a prototípusok.