De verbindingen tussen de miljoenen transistoren op een processorchip zijn van koper, bedekt met een isolerende tantaalnitride. Door dat nitride te vervangen door grafeen zouden de prestaties van de processors behoorlijk op kunnen knappen. (afb: Geralt)

Al vaker is het einde van het siliciumtijdperk aangekondigd, zowel in de elektronica als bij zonnecellen, maar kiezel houdt nog steeds fier stand. Wat in het lab lukt, lukt nog niet in de fabriek, maar ik probeer het maar weer (nu) op gezag van onderzoekers aan de Stanford-universiteit: grafeen, die platte koolstofvorm, gaat de processor versterken, dat hart van een elektronisch systeem. Het grafeen zou de koperverbindingen tussen de transistoren op de processorchip kunnen opvoeren, sneller maken, dus. Dat zou vooral gelden voor de processor van morgen, op voorwaarde dat grafeen te hanteren is in een grootschalig productieproces…
Een belangrijk deel van de capaciteit van een processor wordt bepaald door de verbindingen tussen de miljoenen transistoren. Nu zijn dat nog door tantaalnitride beschermde koperdraden, maar Philip Wong van de Stanford-universiteit wil bewijzen dat grafeen veel beter werkt als beschermlaag, waarbij de verbindingen dunner worden en de elektronen/gegevens sneller stromen. Dat heeft te maken met de fijnere structuur van grafeen in vergelijking met tantaalnitride én met de geleidbaarheid van grafeen. Grafeen is dus zowel isolator als geleider.
Dat is mooi, maar wat winnen we er mee? Op de huidige processors toegepast niet zo erg veel: 4 tot 17%, afhankelijk van de lengte. De winst zou zitten in de volgende generatie processors. Een versnelling van 30% lijkt met grafeen daarbij goed mogelijk, denken de onderzoekers, door de dunnere en talrijkere verbindingen op de chip.
En hoe zit het met de verdringing van het silicium? Dat wordt nog een lastig verhaal. Te veel technische problemen, vooralsnog, maar deze nieuwe techniek zal makkelijk in te passen zijn in de huidige productietechniek. Volgens Wong kan dit de eerste echte toepassing van grafeen in de elektronisca zijn. Daarvoor zal dan toch eerste een geode productietechniek moeten worden ontwikkeld, waarbij grafeen direct op het koper kan worden aangebracht. Ik ben geduldig.

Bron: Futura-Sciences