Mr Bens
Intern Writer
Trong phòng thí nghiệm sạch sẽ tại Đại học Phục Đán, những lát cắt nhỏ bé phát sáng vàng nhạt tuy trông bình thường nhưng lại ẩn chứa một bước tiến công nghệ vượt bậc. Đây là nơi nhóm nghiên cứu do giáo sư Chu Bằng và nhà nghiên cứu Bao Wenzhong dẫn dắt đã chế tạo thành công bộ vi xử lý RISC-V 32-bit đầu tiên trên thế giới sử dụng vật liệu bán dẫn hai chiều, đặt tên là "Wuji", với tham vọng vượt qua mọi giới hạn.
Chip "Wuji" chứa tới 5.900 bóng bán dẫn dựa trên vật liệu hai chiều mới, phá vỡ kỷ lục thế giới trước đó chỉ là 115 bóng bán dẫn. Không chỉ dừng lại ở đó, nhóm nghiên cứu đã tự mình hoàn thiện toàn bộ quy trình: từ khám phá vật liệu mới, thiết kế kiến trúc chip độc đáo, cho đến sản xuất wafer cuối cùng.
"Wuji" có thể xử lý ngôn ngữ lệnh 32 bit, thực hiện phép tính với các con số lên tới 4,2 tỷ và vận hành những chương trình phức tạp chứa đến 1 tỷ lệnh. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 2 tháng 4, khẳng định đẳng cấp quốc tế của nhóm.
Nhìn lại hành trình phát triển, khoảng mười năm trước, nhà nghiên cứu Bao Wenzhong bắt đầu khám phá cách phát triển đồng đều vật liệu hai chiều như molypden disulfide (MoS2) trên wafer cấp công nghiệp. MoS2 đặc biệt vì tính chất bán dẫn ưu việt và khả năng điều chỉnh dải năng lượng, rất phù hợp cho các linh kiện điện tử quan trọng như bóng bán dẫn.
Tuy nhiên, việc chế tạo một bóng bán dẫn hai chiều riêng lẻ đã khó, tích hợp hàng nghìn, thậm chí hàng triệu bóng bán dẫn MoS2 vào mạch tích hợp phức tạp lại càng khó hơn nhiều. Nhóm nghiên cứu phải kiên trì vượt qua từng thách thức, đặc biệt là kiểm soát chính xác quá trình chế tạo tinh vi của vật liệu siêu mỏng này, vốn dễ bị tổn thương như "miếng đậu phụ mềm" so với silicon truyền thống.
Để giải quyết khó khăn, nhóm đã tận dụng thế mạnh về trí tuệ nhân tạo của Đại học Phục Đán, phát triển hệ thống tối ưu hóa quy trình thông minh, cho phép kiểm soát chặt chẽ từng bước sản xuất, từ phát triển vật liệu đến tích hợp chip. Nhờ đó, họ đã thành công trong việc xử lý chính xác các mối nối giữa vật liệu hai chiều và các thành phần khác trong chip.
Theo Bao Wenzhong, mục tiêu không phải là thay thế hoàn toàn công nghệ sản xuất chip hiện tại mà là mở rộng và bổ sung cho hệ thống đã có. Quá trình sản xuất "Wuji" sử dụng khoảng 70% công nghệ của dây chuyền chip silicon hiện có, còn 30% là công nghệ mới do nhóm phát triển, với hơn 20 bằng sáng chế sáng tạo.
Những kết quả thử nghiệm cho thấy chip "Wuji" đã đạt đến trình độ hàng đầu quốc tế, mở ra tương lai mới cho ngành công nghiệp vi điện tử và khẳng định tiềm năng to lớn của chất bán dẫn hai chiều.
Đọc chi tiết tại đây: https://www.sohu.com/a/881284320_99...pc.content-abroad.fd-d.3.1744258962610rRbFKlI
Chip "Wuji" chứa tới 5.900 bóng bán dẫn dựa trên vật liệu hai chiều mới, phá vỡ kỷ lục thế giới trước đó chỉ là 115 bóng bán dẫn. Không chỉ dừng lại ở đó, nhóm nghiên cứu đã tự mình hoàn thiện toàn bộ quy trình: từ khám phá vật liệu mới, thiết kế kiến trúc chip độc đáo, cho đến sản xuất wafer cuối cùng.
"Wuji" có thể xử lý ngôn ngữ lệnh 32 bit, thực hiện phép tính với các con số lên tới 4,2 tỷ và vận hành những chương trình phức tạp chứa đến 1 tỷ lệnh. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 2 tháng 4, khẳng định đẳng cấp quốc tế của nhóm.
Nhìn lại hành trình phát triển, khoảng mười năm trước, nhà nghiên cứu Bao Wenzhong bắt đầu khám phá cách phát triển đồng đều vật liệu hai chiều như molypden disulfide (MoS2) trên wafer cấp công nghiệp. MoS2 đặc biệt vì tính chất bán dẫn ưu việt và khả năng điều chỉnh dải năng lượng, rất phù hợp cho các linh kiện điện tử quan trọng như bóng bán dẫn.
Tuy nhiên, việc chế tạo một bóng bán dẫn hai chiều riêng lẻ đã khó, tích hợp hàng nghìn, thậm chí hàng triệu bóng bán dẫn MoS2 vào mạch tích hợp phức tạp lại càng khó hơn nhiều. Nhóm nghiên cứu phải kiên trì vượt qua từng thách thức, đặc biệt là kiểm soát chính xác quá trình chế tạo tinh vi của vật liệu siêu mỏng này, vốn dễ bị tổn thương như "miếng đậu phụ mềm" so với silicon truyền thống.
Để giải quyết khó khăn, nhóm đã tận dụng thế mạnh về trí tuệ nhân tạo của Đại học Phục Đán, phát triển hệ thống tối ưu hóa quy trình thông minh, cho phép kiểm soát chặt chẽ từng bước sản xuất, từ phát triển vật liệu đến tích hợp chip. Nhờ đó, họ đã thành công trong việc xử lý chính xác các mối nối giữa vật liệu hai chiều và các thành phần khác trong chip.
Theo Bao Wenzhong, mục tiêu không phải là thay thế hoàn toàn công nghệ sản xuất chip hiện tại mà là mở rộng và bổ sung cho hệ thống đã có. Quá trình sản xuất "Wuji" sử dụng khoảng 70% công nghệ của dây chuyền chip silicon hiện có, còn 30% là công nghệ mới do nhóm phát triển, với hơn 20 bằng sáng chế sáng tạo.
Những kết quả thử nghiệm cho thấy chip "Wuji" đã đạt đến trình độ hàng đầu quốc tế, mở ra tương lai mới cho ngành công nghiệp vi điện tử và khẳng định tiềm năng to lớn của chất bán dẫn hai chiều.
Đọc chi tiết tại đây: https://www.sohu.com/a/881284320_99...pc.content-abroad.fd-d.3.1744258962610rRbFKlI
