De grootste chipfabrikant ter wereld, gaat nu microchips ontwikkelen op atoomschaal. Zal de 1 nm chip van het Taiwanese TSMC, de Wet van Moore weer voort laten duren?
1 nm chip barrière gekraakt
Nadat TSMC het 3 nanometer proces heeft gekraakt, maakte het concern een radicale sprong. De Taiwanezen slaagden erin, tijdens een samenwerking met het Amerikaanse MIT en de technische universiteit van Taiwan in, met een radicaal nieuwe techniek de onneembaar geachte 1 nanometer barrière te doorbreken, meldt EDN.
Om te beseffen hoe radicaal klein dit is: het kleinste atoom, dat van waterstof, is ongeveer 0,12 nm groot. Deze kleine schaal betekent dat je heel veel transistoren op de chip kan bouwen en dat quantumeffecten heel belangrijk gaan worden. Hierdoor worden computers kleiner, sneller en zuiniger. Maar voor de 1 nm chip, moeten we waarschijnlijk wel overstappen van silicium naar bismut.
Bismut, de redder uit de nood
Bismut is het zwaarste chemische element dat nog niet radioactief is. Althans, dat dacht men tot voor kort. Nu is ontdekt dat bismut toch een heel klein beetje radioactief is: als je wacht tot 1 miljard maal de leeftijd van het heelal nu, is de helft uit elkaar gevallen. Dit is zo weinig radioactief, dat dit pas met de zeer gevoelige apparatuur van nu ontdekt is. Het kan dus veilig in een 1 nm chip verwerkt worden. B
ismut is niet giftig voor ons, maar wel voor de gemene maagbacterie Helicobacter pylori. Daarom wordt het veel gebruikt in onder meer maagzuurtabletten. Onder liefhebbers van metaalgieten is dit halfmetaal bekend, vanwege de prachtige en bizarre kristallen die het vormt. Zie hierboven.
Bismut als vervanger van silicium
Het onderzoeksteam van TSMC heeft nu ontdekt dat bismut bij de kleine afmetingen van een 1 nm chip veel geschikter is om elektronische componenten van te maken dan silicium. Er is alleen wel een vervelend probleem. 90% van alle bismut is afkomstig uit China, dat niet echt op een goede voet staat met Taiwan. En bismut is vrij schaars. In de aardkorst komt het slechts twee keer zo veel voor als goud.
1 nm chips vermoedelijk pas over vele jaren een feit
Op dit moment is TMC net bezig het 3 nanometer proces uit te rollen. Ook zijn fabrikanten als Apple volop bezig om designs aan te leveren voor de productie van 3 nm chips. Denk dan aan bijvoorbeeld Apple, dat nu rechtstreeks met TSMC, zaken doet. Het zal dus nog wel even duren. Waarschijnlijk halverwege dit decennium (2025) of later, voordat wij de eerste apparaten met 1 nm in de winkel zien liggen. Maar de gedachte is geruststellend dat het beter worden van computers nog wel even doorgaat.
