Çin’den Atom İnceliğinde Çip Atılımı

Elektronik cihazları daha hızlı ve daha verimli hale getirme yarışında, silikon artık rakipsiz olmayabilir. Şanghay’daki Fudan Üniversitesi’nden araştırmacılar, atomik incelikte malzemeleri geleneksel silikon çiplerle birleştiren ve çalışan bir prototip geliştirdi. Söz konusu gelişme, elektroniğin yeni bir çağa girmesinin önünü açabilecek bir adım olarak değerlendiriliyor.

Profesör Chunsen Liu liderliğindeki ekip, tek atom kalınlığındaki 2D bir bellek modülünü doğrudan geleneksel bir silikon CMOS çipine entegre etmeyi başardı. Nature dergisinde yayımlanan çalışma, araştırmacıların “Atom2Chip” adını verdikleri sürecin, molibden disülfür (MoS₂) gibi 2D malzemelerin kırılganlığını nasıl aştığını detaylandırıyor.

Entegrasyonu mümkün kılmak için ekip, 2D katmanı silikondaki pürüzlü yüzeye zarar vermeden bağlayan tam yığınlı (full-stack) bir yonga üstü üretim süreci geliştirdi. Ultra ince katmanı koruyan özel bir paketleme sistemi ve 2D devrelerle geleneksel CMOS bileşenleri arasında veri aktarımını sorunsuz hale getiren çapraz platform arayüzü oluşturuldu.

Sonuç olarak ortaya çıkan 1-Kb 2D NOR flash bellek çipi, yalnızca laboratuvar deneyi değil, tamamen işlevsel bir donanım. Çip 5 MHz frekansta çalışıyor, 20 nanosaniyelik programlama ve silme hızlarına ulaşıyor ve düşük enerji tüketimi sağlıyor. Performans ve yoğunluk açısından, mevcut yalnızca silikon tabanlı belleklerden daha üstün bir seviyeye erişerek gelecekteki cihazların daha ince, daha hızlı ve enerji açısından daha verimli olabileceğini gösteriyor.

Silikon üretimi fiziksel sınırlarına yaklaşırken, MoS₂ gibi 2D malzemeler, atom düzeyinde hassasiyetle daha fazla miniaturizasyon imkânı sunuyor ancak malzemeleri silikonla birleştirme çabaları uzun süredir malzeme kararsızlığı ve üretim uyumsuzluğu nedeniyle engelleniyordu. Fudan Üniversitesi’nin yöntemi, bu engelleri aşarak her iki teknolojiyi birleştiren hibrit bir çipte karmaşık komut tabanlı işlemleri başarıyla gerçekleştirebildiğini kanıtladı.

Prototip şu anda bellek odaklı olsa da, aynı mimari mantık kapıları (logic gates) ve işlemciler için de genişletilebilir. Bu, gelecekte uzun pil ömrüne sahip ultra ince giyilebilir cihazlar veya yoğun işlem yükü altında dahi serin çalışan YZ hızlandırıcıları üretiminin yolunu açabilir.

Kitle üretimi ve maliyet ölçeklendirmesi hâlâ büyük zorluklar olarak duruyor. Yine de gelişme, çip tasarımında “ångström çağına” geçiş yolunda önemli bir dönüm noktası olarak görülüyor. Küresel araştırma ekipleri Moore Yasası’nı yeni malzemelerle sürdürmek için yarışırken, Fudan Üniversitesi’nin başarısı gelecekteki bilgi işlem devriminin yalnızca nanometrelerle değil, atomlarla da inşa edilebileceğini gösteriyor.

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://www.gizmochina.com/2025/10/13/chinas-atomic-thin-chip-breakthrough-could-redefine-device-efficiency/