A jövő "önszerelő" számítógépes chipjei
-
0:01 - 0:05A számítógépek hajdanán
szobanagyságúak voltak. -
0:05 - 0:06Most ott lehetnek a zsebünkben,
-
0:06 - 0:08a csuklónkon,
-
0:08 - 0:11még a testünkbe is beültethetők.
-
0:11 - 0:12Ugye milyen remek?
-
0:13 - 0:17Ez a tranzisztorok miniatürizálása
révén vált lehetségessé, -
0:17 - 0:20melyek apró kapcsolók
-
0:20 - 0:22számítógépeink áramköreiben.
-
0:22 - 0:25Évtizedeken át tartó fejlődés során
-
0:25 - 0:28tudományos áttörésekkel,
a mérnöki munka bravúrjaival -
0:28 - 0:31és dollármilliárdok befektetésével
értük el mindezt. -
0:31 - 0:33Ez nagyfokú számítógép-használatot
-
0:34 - 0:36és nagyméretű memóriát
hozott el nekünk, -
0:36 - 0:41valamint a napjainkban tapasztalható
és élvezhető digitális forradalmat. -
0:42 - 0:44De a rossz hír az,
-
0:44 - 0:48hogy digitális útzárhoz érkeztünk,
-
0:48 - 0:52mivel a miniatürizálás sebessége lassul.
-
0:52 - 0:54Ez éppen akkor történik,
-
0:54 - 0:59amikor a szoftverújítás
könyörtelenül folytatódik -
0:59 - 1:03mesterséges intelligenciával
és tömérdek adattal, -
1:03 - 1:08amikor eszközeink többnyire arcfelismerést
és valóság-kiterjesztést végeznek, -
1:08 - 1:12vagy akár autókat vezetnek
megbízhatatlan, kaotikus útjainkon. -
1:13 - 1:14Lenyűgöző!
-
1:15 - 1:19De ha nem tudunk lépést tartani
szoftvereink étvágyával, -
1:19 - 1:23elérhetünk technológiánk
fejlődésének egy olyan pontjára, -
1:23 - 1:26ahol a szoftveresen lehetséges dolgok
-
1:26 - 1:29hardvereink miatt korlátozottakká válnak.
-
1:29 - 1:34Mind tapasztaltunk már régi okostelefon
vagy tablet miatti frusztrációt, -
1:34 - 1:37ahogy lassan működik, végül leáll
-
1:37 - 1:41az egyre gyarapodó szoftverfrissítések
és új funkciók terhe alatt. -
1:41 - 1:44Amikor nem olyan rég megvettük,
még jól működött, -
1:44 - 1:47de a mohó szoftvermérnökök időközben
-
1:47 - 1:50bekebelezték az egész hardverkapacitást.
-
1:52 - 1:55A félvezetőipar nagyon is
tudatában van ennek, -
1:56 - 1:59és kreatív megoldásokon dolgozik,
-
1:59 - 2:03a tranzisztorokon túlhaladva
a kvantumszámításig, -
2:04 - 2:08vagy akár másfajta szerkezeti felépítést
használva a tranzisztoroknál, -
2:08 - 2:10mint amilyenek a neurális hálózatok,
-
2:10 - 2:13hogy erősebb, hatékonyabb
áramköröket készítsen. -
2:13 - 2:17De ezek a megközelítések időigényesek,
-
2:17 - 2:21és mi sokkal inkább azonnali megoldást
keresünk erre a problémára. -
2:23 - 2:27A tranzisztorok miniatürizálása lassul,
-
2:28 - 2:32amit a gyártási folyamatok
összetettebbé válása okoz. -
2:33 - 2:36A tranzisztorok valamikor
kézzelfogható eszközök voltak, -
2:36 - 2:38amíg fel nem találták
-
2:38 - 2:43a tiszta szilíciumkristály lemezeken
[ostyákon] alapuló integrált áramköröket. -
2:43 - 2:46Ötven év folyamatos fejlődés után
-
2:46 - 2:49a tranzisztorok méretei
-
2:49 - 2:52tíz nanométeres dimenziókban járnak.
-
2:52 - 2:55Egymilliárd tranzisztornál
is többet tudunk elhelyezni -
2:55 - 2:58egyetlen négyzetmilliméter szilíciumon.
-
2:58 - 3:00Hogy jobban el tudják ezt képzelni,
-
3:00 - 3:04az emberi hajszál 100 mikron vastag.
-
3:04 - 3:07Egy lényegében láthatatlan vörösvértest
-
3:07 - 3:08nyolc mikron átmérőjű,
-
3:08 - 3:12így 12 férne el belőlük
a hajszál átmérőjén. -
3:12 - 3:16Egy tranzisztor ennél sokkal kisebb,
-
3:16 - 3:19kis töredéke a mikronnak.
-
3:19 - 3:23Több mint 260 tranzisztor
-
3:23 - 3:25férne el keresztbe egy vörösvértesten,
-
3:25 - 3:29és 3000-nél is több a hajszál átmérőjén.
-
3:30 - 3:34Hihetetlen nanotechnológia
van a zsebükben. -
3:35 - 3:38Nyilvánvalóan előnyös, ha képesek vagyunk
-
3:38 - 3:41több kisebb tranzisztort tenni egy chipre,
-
3:42 - 3:46de emellett a kisebb tranzisztorok
gyorsabb kapcsolók, -
3:46 - 3:50ráadásul hatékonyabbak is.
-
3:50 - 3:54Vagyis ez a kombináció
alacsony költségű, nagy teljesítményű, -
3:54 - 3:57magas hatékonyságú elektronikát
nyújt számunkra, -
3:57 - 3:59melyet ma mindnyájan élvezünk.
-
4:02 - 4:05Az integrált áramkörök gyártásához
-
4:05 - 4:08a tranzisztorokat rétegesen építik fel,
-
4:08 - 4:11tiszta szilíciumkristály ostyára.
-
4:11 - 4:14Igen leegyszerűsített formában,
-
4:14 - 4:17az áramkör minden apró elemét
-
4:17 - 4:20rávetítik a szilíciumlemez felületére,
-
4:20 - 4:24és egy fényérzékeny anyagon rögzítik,
-
4:24 - 4:27majd ezt az anyagot átmaratják,
-
4:27 - 4:30mintát hagyva az alatta fekvő rétegekben.
-
4:31 - 4:35E folyamat az évek során
drámaian fejlődött, -
4:35 - 4:37az elektronikának a ma ismert
teljesítményt nyújtva, -
4:38 - 4:42de ahogy a tranzisztorok mérete csökken,
-
4:42 - 4:45elérjük ennek a gyártási technológiának
-
4:45 - 4:47a fizikai határait.
-
4:49 - 4:52A legújabb, e technológiára
épülő rendszerek -
4:52 - 4:54olyan összetetté váltak,
-
4:54 - 4:59hogy darabonként több mint
100 millió dollárba kerülnek. -
4:59 - 5:03A félvezetőgyárakban
több tucat ilyen gép van. -
5:03 - 5:07Ezért az emberek komolyan megkérdőjelezik:
Életképes ez a módszer hosszú távon? -
5:08 - 5:12De mi hisszük, hogy képesek
vagyunk chipet gyártani -
5:12 - 5:16ettől teljesen eltérő,
költséghatékonyabb módon, -
5:16 - 5:19a természetet utánzó
molekuláris tervezéssel, -
5:19 - 5:24nanoméretű dimenziókban
állítva elő a tranzisztorokat. -
5:25 - 5:30A hagyományos gyártás fogja
az áramkör minden apró elemét, -
5:30 - 5:32és a szilíciumra vetíti.
-
5:33 - 5:36De ha az integrált áramkör szerkezetét,
-
5:36 - 5:38a tranzisztortömböket nézzük,
-
5:38 - 5:41sok jellegzetesség milliószor ismétlődik.
-
5:41 - 5:44Meglehetősen periodikus a struktúra.
-
5:44 - 5:47Ebből a tulajdonságból
előnyt kovácsolhatunk -
5:47 - 5:50alternatív gyártástechnológiánkban.
-
5:50 - 5:54Önszerveződő anyagokat kívánunk használni
-
5:54 - 5:57a periodikus struktúrák
természetes formálódásához, -
5:57 - 5:59melyekre tranzisztoraink
miatt van szükségünk. -
6:00 - 6:02Anyagokkal valósítjuk meg ezt,
-
6:02 - 6:06melyek elvégzik a finom mintázatok
kialakításának nehéz feladatát, -
6:06 - 6:10ahelyett, hogy a kivetítési technológiát
erőltetnénk minden határon túl. -
6:12 - 6:16Az önszerveződés a természetben
több helyen is megfigyelhető, -
6:16 - 6:18a lipidmembránoktól a sejtszerkezetig,
-
6:19 - 6:22úgyhogy tudjuk,
hogy ez strapabíró megoldás lehet. -
6:22 - 6:26Ha elég jó a természetnek,
számunkra is az kell, hogy legyen. -
6:27 - 6:31Szóval, vesszük ezt a robusztus,
természetes önszerveződést, -
6:31 - 6:35és gyártásra használjuk fel
félvezető-technológiánkban. -
6:37 - 6:39Az egyik önszerveződő anyag -
-
6:40 - 6:42szakaszos kopolimer -
-
6:43 - 6:47két, egyenként néhány tíz nanométer
hosszú polimerláncból áll, -
6:47 - 6:49amelyek nem férnek össze,
-
6:50 - 6:51taszítják egymást,
-
6:51 - 6:55mint az olaj és a víz,
vagy mint a serdülő fiam és lányom. -
6:55 - 6:56(Nevetés)
-
6:56 - 6:59De mi kegyetlenül összekapcsoljuk őket,
-
6:59 - 7:02beépített feszültséget
hozunk létre a rendszerben, -
7:02 - 7:04amint próbálnak szétválni egymástól.
-
7:05 - 7:08Az ömlesztett anyagban
ezek milliárdjai találhatók, -
7:08 - 7:11a hasonló összetevők
próbálnak együtt maradni, -
7:11 - 7:14az ellentétesek pedig
elkülönülni egymástól, -
7:14 - 7:15mindezt egyidőben.
-
7:15 - 7:19Ez beépített feszültséget
hoz létre a rendszerben, -
7:19 - 7:23amely így mozog, formálódik,
és végül kialakul. -
7:24 - 7:28Ez a természetesen önszerveződő
forma nanoméretű, -
7:28 - 7:32hosszú, szabályos és periodikus,
-
7:32 - 7:36azaz pontosan olyan, amilyenre szükségünk
van tranzisztortömbjeink számára. -
7:37 - 7:40Így már használhatjuk
a molekuláris tervezést -
7:40 - 7:43különböző méretű és periodicitású
-
7:43 - 7:45alakzatok létrehozásához.
-
7:45 - 7:48Ha például veszünk
két szimmetrikus molekulát, -
7:48 - 7:50ahol a két polimerlánc hasonló hosszúságú,
-
7:51 - 7:54a természetes önszerveződéssel
kialakult forma -
7:54 - 7:56egy hosszú, kanyargós vonal,
-
7:56 - 7:59amely nagyon hasonlít az ujjlenyomathoz.
-
7:59 - 8:01Az ujjlenyomatvonalak szélességét,
-
8:02 - 8:04és a köztük lévő távolságot
-
8:04 - 8:07polimerláncaink hossza,
-
8:07 - 8:10valamint a rendszer
beépített feszültsége határozza meg. -
8:11 - 8:14Ennél is kidolgozottabb
struktúrákat tudunk létrehozni -
8:15 - 8:18aszimmetrikus molekulák felhasználásával,
-
8:19 - 8:23ahol az egyik polimerlánc
jelentősen rövidebb a másiknál. -
8:24 - 8:26Ebben az esetben a kialakult szerkezetben
-
8:26 - 8:30a rövidebb láncok tömör labdaként
állnak össze középen, -
8:30 - 8:34és őket hosszabb, szemben álló
polimerláncok veszik körbe, -
8:34 - 8:36miközben természetes hengert formálnak.
-
8:37 - 8:39A henger mérete,
-
8:39 - 8:43és a hengerek közti távolság,
a periodikusság -
8:43 - 8:46ez esetben is a polimerláncok hosszától
-
8:46 - 8:49és a beépített feszültségtől függenek.
-
8:50 - 8:54Más szavakkal, molekuláris tervezéssel
-
8:54 - 8:57nanoméretű alakzatok
önszerveződését idézzük elő, -
8:57 - 9:01ezek lehetnek terveinknek megfelelő méretű
és periodicitású vonalak és hengerek. -
9:02 - 9:06A kémiát és vegyészmérnöki
tudásunkat használjuk, -
9:06 - 9:10hogy legyártsuk ezeket a nanoméretű
jellemzőket tranzisztoraink számára. -
9:14 - 9:18De az önszerveződő alakzatok
létrehozásának képessége -
9:18 - 9:20csak félútig visz el bennünket,
-
9:20 - 9:23mivel még el kell helyezni őket
az integrált áramkörben oda, -
9:23 - 9:27ahová tranzisztorokat kívánunk elhelyezni.
-
9:27 - 9:30Ám ezt viszonylag könnyen el tudjuk érni.
-
9:30 - 9:37Széles vezetőelemekkel rögzítjük
az önszerveződő alakzatokat -
9:37 - 9:39a kívánt helyre,
-
9:39 - 9:42fennmaradó részüket pedig
-
9:42 - 9:44párhuzamos helyzetekbe kényszerítjük,
-
9:44 - 9:46a vezetőelemekhez igazítva.
-
9:47 - 9:51Például, ha egy vékony,
40 nanométeres sort akarunk, -
9:51 - 9:55amelyet elég nehéz legyártani
a hagyományos vetítési technológiával, -
9:56 - 10:01a normál vetítési technológiával
-
10:01 - 10:04legyárthatunk egy 120 nanométeres
vezetőstruktúrát, -
10:04 - 10:10ami három 40 nanométeres
sort fog létrehozni a vezetősávok között. -
10:10 - 10:15Így az anyagok végzik
a legnehezebb finom-mintázást. -
10:16 - 10:20Ezt a megközelítést nevezzük
"irányított önszerveződésnek". -
10:22 - 10:24A kihívás benne, hogy az egész rendszernek
-
10:24 - 10:29majdnem tökéletesen kell igazodnia,
-
10:29 - 10:34mivel egy apró hiba is
tranzisztor-meghibásodást okozhat. -
10:34 - 10:37Mivel áramkörünkben
tranzisztorok milliárdjai találhatók, -
10:37 - 10:40molekulárisan majdnem tökéletes
rendszerre van szükségünk. -
10:41 - 10:43Rendkívüli intézkedéseket fogunk tenni,
-
10:43 - 10:44hogy ezt elérjük,
-
10:44 - 10:47a kémiai tisztaságtól
-
10:47 - 10:50az anyagok gondos előállításáig
-
10:50 - 10:51a félvezetőgyárban,
-
10:51 - 10:56hogy eltávolítsuk még a legkisebb
nanoméretű hibát is. -
10:57 - 11:03Az irányított "önszerelés" tehát
izgalmas, új szemléletű technológia, -
11:03 - 11:05ám egyelőre még
fejlesztési stádiumban van. -
11:06 - 11:07De egyre erősebb a meggyőződésünk,
-
11:08 - 11:11hogy forradalmian új gyártási folyamatként
-
11:11 - 11:14mutatjuk majd be a félvezetőiparnak
-
11:14 - 11:16néhány év múlva.
-
11:17 - 11:20Ha ezt elérjük, ha sikerül,
-
11:20 - 11:22képesek leszünk folytatni
-
11:22 - 11:25a tranzisztorok költséghatékony
miniatürizálását, -
11:25 - 11:28továbbfejleszteni a számítástechnikát,
-
11:28 - 11:31így új lendületet adni
a digitális forradalomnak. -
11:31 - 11:34És mi több, ez egy új kor
hajnalát jelentheti -
11:34 - 11:36a molekuláris tervezésben.
-
11:36 - 11:38Ugye milyen remek?
-
11:39 - 11:40Köszönöm.
-
11:40 - 11:44(Taps)
- Title:
- A jövő "önszerelő" számítógépes chipjei
- Speaker:
- Karl Skjonnemand
- Description:
-
A zsebünkben lévő telefont működtető tranzisztorok felfoghatatlanul parányiak: több mint 3000-et lehet elhelyezni az emberi hajszál átmérőjében. De ahhoz, hogy lépést tartsunk a fejlődéssel az olyan területeken, mint az arcfelismerés és a kiterjesztett valóság, még több számítási teljesítményt kell kihozni számítógépes chipjeinkből, és elfogy a hely. Ebben az előremutató beszélgetésben Karl Skjonnemand technológiai fejlesztő alapjaiban új módszert mutat be a chipek létrehozásához. "Ez lehet a molekuláris gyártás új korszakának hajnala" – mondja Skjonnemand.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 11:57
Ádám Kósa commented on Hungarian subtitles for The self-assembling computer chips of the future | ||
Csaba Lóki commented on Hungarian subtitles for The self-assembling computer chips of the future | ||
Csaba Lóki edited Hungarian subtitles for The self-assembling computer chips of the future | ||
Csaba Lóki edited Hungarian subtitles for The self-assembling computer chips of the future | ||
Zsuzsa Viola commented on Hungarian subtitles for The self-assembling computer chips of the future | ||
Ádám Kósa commented on Hungarian subtitles for The self-assembling computer chips of the future | ||
Zsuzsa Viola commented on Hungarian subtitles for The self-assembling computer chips of the future | ||
Zsuzsa Viola commented on Hungarian subtitles for The self-assembling computer chips of the future |
Csaba Lóki
Van pár módosítási javaslatom, kérem, nézzétek át.
Kérdés: a feliratokben "önszerveződő"-t írtok, a leírásban "önszerelő"-t. Melyik legyen?
AZ "önszerelő" kicsit szokatlan, de talán jobban leírja a dolgot...
Ádám Kósa
Az önszerelés engem meggyőzött. Legyen az szerintem.
Zsuzsa Viola
Csaba, véleményt nyilvánítottál. Ádám is. Még ha ellenezném, akkor is a demokrácia jegyében győzzön a többség. (Bár elsősorban annak célszerű döntenie, aki a hozzáértőbb, ha ilyen nincs, akkor jöjjenek a demokratikus elvek.) Amúgy az önszerelő jobban is hangzik. A hiúságomat meghagyom a tükörnek. :)
Ádám Kósa
Véleményemet erre a cikkre:
https://index.hu/tudomany/orgatran/
Aztán itt van még említve:
https://portal.vik.bme.hu/kepzes/targyak/VIEEM251/
https://www.ariat-tech.hu/news/Infineon-Demonstrates-its-Strong-Research-and-Development-Activity-with-Numerous-Technical-Presentat.html
Én se értek hozzá, de azért amennyi időmből kitelik próbálok utánajárni a témának, hogy miről is van szó.
Zsuzsa Viola
Mer' ügyes vagy. :)
Ádám Kósa
A másik, hogy még szilíciumlemez helyett maradhatott volna az ostya is.
Csaba Lóki
Felülbíráltam az előző véleményemet. Alapvetően marad az "önszerveződés", csak két helyen használtam az "önszerelő" furcsaságot, mert frappáns. :)
Ádám Kósa
Csaba, akkor miért kérdeztél meg minket, ha magad is eldöntötted? Egyébként az "ostya" mellett kardoskodok.
Zsuzsa Viola
Nekem az nem tetszett.
Zsuzsa Viola
Huh, ez a szilikon, ez durva volt. :(
Ádám Kósa
Talán ez nem ízlés kérdése. Ha pl. rákeresek angolul és magyarul is a "silicon wafer"-re és "szílícium ostyára" szinte ugyanazokat a képeket dobja ki. Ellenben, ha "szilícium lemez"-re keresek rá, teljesen más képeket ad ki.
Vagy akkor legyen még lapka vagy szelet.
Zsuzsa Viola
Nem ízlésről van szó, hanem hogy ki mit tart helyesnek. Az ostya nem tűnik helyénvalónak, egyébként én rögtön az elsőáldozásra vagy gyónásra asszociálok, ami nem szerencsés. A lapka, na, az jó. 10:57-nél hiányzik egy szóköz. És ilyenkor valakinek meg kéne dicsérnie engem. Próbáltam bevonni a férjem, igen udvarias, de nyilvánvalóan nem érdekli. Na, nem baj, megdicsérem magam, Zsuzsi, ügyes voltál, a hibák ellenére szép munka volt. :)
Zsuzsa Viola
10:57-nél kimaradt az izgalmas, ami fontos, mert tényle az, én annak találtam!
11:03 A sajnos a de-t helyettesíti, hogy ne leggyen szóismétlés (kövi sor)
Ádám Kósa
Zsuzsa, ha egy szakterületen elterjed egy kifejezés, akármennyire is fura, azt kell használni. Személy szerint próbáltak utánajárni a témának amennyire tőlem telik és nem csak hasraütésszerűen mondani valamit.
Vagy lehet mindegy, mit írunk, csak jól hangozzék?
A leírásban pedig ottmaradt a szélességében, ami a feliratokban átmérőjeként van írva.
Zsuzsa Viola
Ádám, egyik szakmám az elektronikai műszerész. Úgyhogy a szavak ismerősek számomra. :)
A szélesség és átmérő ez esetben egymás szinonimái, igaz, a szélesség nem "szakszó", de az olvasók sem "szakemberek". Egyszerűen nem ér annyit az egész, hogy ennyit vitatkozzunk rajta, ezzel az energiával le lehet fordítani egy újabbat is. (Te Úristen! Fordítói szentségtörést követtem el!) De tőlem "győzhetsz" is. Most megyek, mert berepült egy madár a szobába, és ki kell terelnem. :)
Csaba Lóki
OK, Ádám, jó lesz az ostya. Utánanéztem alaposabban. Elnézést!
Ádám Kósa
Rendben van, semmi gond. Ez nem valami párbaj, hogy ki fog győzni, a lényeg, hogy mindig alaposan utána kell nézni mindennek.