シリコンフリーチップで技術革命の瀬戸際にある中国

このチップの特徴は、シリコンを完全に置き換える新素材を使用していることです（図：FS）。

最近、北京大学は、シリコンを使用せずに、今日の最先端のプロセッサよりも 40% 強力でエネルギー効率が高いと言われる革新的なチップを開発したと発表しました。

この取り組みは、中国の先進的半導体技術へのアクセスを制限することを目的とした米国の制裁が当初の目的を達成できなかったとみられる中で行われた。

これは、Android の禁止が HarmonyOS (Huawei の独自開発オペレーティング システム) の開発を促し、現在中国がチップの自律性を推進している状況に似ています。

同国は、政府用コンピューターやサーバーにおけるインテルおよびAMDプロセッサーの使用を禁止する計画もあり、さらに、世界トップのチップセット技術グループであるNvidiaに対抗するため、人工知能用の高性能チップの生産にも取り組んでいる。

この新たな一歩により、中国は依存の問題を解決するだけでなく、まったく新しい処理技術でコンピュータ業界に革命を起こすこともできる。北京大学は初めて、完全にシリコンフリーのチップを備えた2次元（2D）トランジスタアーキテクチャの開発に成功しました。

開発チームによれば、この新しいチップは世界で最も強力で、効率的で、エネルギー効率に優れたチップの 1 つになる可能性があるとのことです。従来のシリコンチップは数ナノメートルのサイズで徐々に物理的限界に達しているが、中国の二次元トランジスタ技術はこれらの障壁を克服した。

このチップの特徴は、シリコンを完全に置き換える新しい材料を使用していることです。具体的には、研究チームはチャネルにビスマスオキシセレン化物（Bi 2 O 2 Se）、ゲート電極にビスマスセレン酸化物（Bi 2 SeO 5 ）を使用しました。これらの材料は、優れた電子特性を持つ原子レベルの薄さのシートである二次元 (2D) 半導体を形成します。

これらの材料の利点は次のとおりです。

ビスマスオキシセレン化物（Bi 2 O 2 Se）：シリコンのような薄さを必要とせず、高い電子輸送率を持ち、より効率的に電荷エネルギーを維持・制御することができます。

トランジスタの状態切り替えが高速化され、過熱のリスクが低減し、エネルギー損失が最小限に抑えられます。ある研究者によると、電子は滑らかなパイプを流れる水のように、ほとんど抵抗なく移動するそうです。

2 つの材料間のインターフェースがより滑らかになり、欠陥や電気ノイズが低減されます。アーキテクチャ的には、この新しいトランジスタはゲートオールアラウンド電界効果トランジスタ (GAAFET) 構造を使用します。

GAAFET テクノロジーはまったく新しいものではなく、5 ナノメートル未満のシリコン チップに適用されてきました。ただし、従来の垂直 FinFET チャネル構造ではなく、この新しい設計ではチャネルが水平に配置されています。

研究チームは、新しいチップは現在最先端の3ナノメートルシリコンチップアーキテクチャよりも40％高速に動作し、エネルギー効率は10％向上すると主張している。

これは研究室規模の成果ではあるが、研究チームはチップをプロトタイプデバイスに統合することに成功し、既存の電子回路との互換性を実証した。これにより大量生産の見通しが開け、研究者たちは工業規模の製造に取り組むことに楽観的になっている。

商用化には数年かかるかもしれないが、このイノベーションは、米国技術への依存を減らし、従来のシリコン技術の限界を克服しようとする中国の積極的な取り組みを表しており、コンピューティングの歴史に新たな一章を開くことになるだろう。

出典: https://dantri.com.vn/cong-nghe/trung-quoc-tren-da-cach-mang-cong-nghe-voi-chip-khong-dung-silicon-20250517113350547.htm