Une équipe d'ingénieurs de l'Université Fudan a conçu, construit et géré un microprocesseur RISC-V 32 bits qui utilise le disulfure de molybdène au lieu du silicium comme composante semi-conductrice. Leur article est publié dans la revue Nature.
La plupart des microprocesseurs sont fabriqués à l'aide du silicium semi-conducteur, qui a bien fonctionné pendant plusieurs décennies. Mais alors que les chercheurs tentent de rendre les processeurs de plus en plus petits, ils ont rencontré une impasse avec le silicium – ils ne peuvent pas le rendre plus mince. Au lieu de cela, de nombreux chercheurs se sont tournés vers des matériaux 2D tels que le graphène, mais cela est difficile car c'est un conducteur, pas un semi-conducteur.
Dans cette nouvelle étude, l'équipe de recherche a utilisé un matériau semi-conducteur de près de 2D, des feuilles de disulfure de molybdène. Ces feuilles ne sont pas vraiment 2D car elles se lient à un angle, résultant en une surface légèrement en zigzag. Pour en faire un processeur, ils les ont mis sur un substrat saphir.
Parce que les feuilles de disulfure de molybdène étaient si minces, les chercheurs ont dû câbler les transistors ensemble plutôt que d'utiliser un dopage simple comme cela est fait avec le silicium; Ils ont ensuite utilisé les fils pour régler les seuils de tension. Ensuite, l'équipe a ajouté des portes logiques pour fabriquer des onduleurs en mode épuisement.
Ils ont ensuite utilisé la distance de chemin la plus longue entre les transistors pour déterminer le retard maximum de traitement de la puce, résultant en une vitesse d'horloge dans la gamme Kilohertz. Le rendement global moyen a été mesuré à environ 99,9%, avec un rendement au niveau des puces de 99,8%.
Le processeur de test final construit par l'équipe a été fabriqué à l'aide de 5 900 transistors et était entièrement capable d'exécuter la version complète 32 bits de l'ensemble d'instructions RISC-V. Ils ont prouvé que cela a fonctionné en réduisant deux numéros 32 bits.
L'équipe suggère que leur puce est probablement le microprocesseur non-silicium le plus sophistiqué jamais réalisé. Ils reconnaissent également que leur puce n'est pas encore prête à être utilisée dans une application du monde réel, bien qu'ils suggèrent avec quelques ajustements, il pourrait être rendu utile pour les applications de niche rudimentaire, telles que des situations qui nécessitent une tension extrêmement basse.
