Nepřekonatelná „inženýrská past“ mikroelektroniky? Kvantování

9. únor 2016

Studio Leonardo

Jak pokročil vývoje mikroelektroniky? Jak úspěšné bylo, je a bude postupné zmenšování rozměrů součástek i jejich integrace do větších celků? Blíží se technologické prostředky k hranicím nejmenšího možného?

„To, co by muselo dříve být ve velikosti autobusu, je možné dnes udělat do čipu, který má půl centimetru na půl centimetru,“ uvedl ve Studiu Leonardo vedoucí Katedry mikroelektroniky Elektrotechnické fakulty ČVUT Miroslav Husák.

Jaký byl tedy vývoj miniaturizace? „Lidský vlas má průměr desetinu milimetru, mikroelektronika začínala u rozměrů 100 mikrometrů, v dnešní době v oblasti počítačových komponent mají jednotlivé tranzistory rozměr 22 nanometrů.“

Tato čísla už se blíží rozměru atomů, a při takové velikosti vznikají nové překážky. „V těchto rozměrech se začíná ztrácet klasická fyzika, a začíná se objevovat kvantová fyzika. To přináší obrovské problémy a vývojáři mají zamotanou hlavu.“

„Problém je v tom, že když zmenšujeme rozměry, tak se začínáme přibližovat rozměru atomu, a tam začínají působit kvantové síly. Ty se dnes musí řešit pomocí kvantové fyziky, a tam je všechno jinak,“ vysvětlil Husák.

Jsme na hranici technických možností?

„Problémem je právě kvantování a přechod z částicového do kvantového modelu,“ tvrdí vedoucí katedry. „Je to jiná fyzika, které my sice rozumíme, ale neumíme ji aplikovat.“

Husák přesto výhled do budoucna nabídl. „Ještě chvíli budou firmy schopny vyrábět součástky ještě menší, říká se asi do 7 nanometrů. Potom se ale dostaneme do tzv. inženýrské pasti.“

„Je tam nějaký příkop. Co je za ním, to my víme: nanotechnologie,“ připomněl odborník.

Současné technologie umí vyrábět nanotrubice a nanostruktury, potvrdil vedoucí. „Ale je dnes problém, jak vyrobit techniku, kterou dnes běžně vyrábíme, ale právě za touto pastí, v nanorozměrech, a aby byla průmyslově reprodukovatelná.“

„Aby se vše vyrábělo v podniku, který bude chrlit miliony kusů, to ještě neumíme. Tam je problém, a zatím se neumí tento problém vyřešit,“ přiblížil velkou obtíž budoucnosti mikroelektroniky Miroslav Husák.

Hostem úterního Studia Leonardo byl vedoucí Katedry mikroelektroniky Elektrotechnické fakulty ČVUT Miroslav Husák. Připravil Martin Srb, moderuje Jan Bumba.