Komputer 2D Penn State Beroperasi pada 25 kHz, Memicu Perdebatan tentang Masa Depan Silicon

Tim Editorial BigGo
Komputer 2D Penn State Beroperasi pada 25 kHz, Memicu Perdebatan tentang Masa Depan Silicon

Para peneliti Penn State telah membangun komputer pertama di dunia yang menggunakan material 2D alih-alih silicon, menciptakan perangkat yang beroperasi pada 25 kilohertz. Meskipun ini merupakan terobosan besar dalam bergerak melampaui teknologi silicon, komunitas teknologi secara aktif mendiskusikan baik potensi maupun keterbatasan saat ini.

Tim peneliti menggunakan molybdenum disulfide dan tungsten diselenide - material yang hanya setebal satu atom - untuk menciptakan komputer yang berfungsi. Material-material ini mempertahankan sifat elektronik mereka bahkan pada ketebalan atomik, tidak seperti silicon yang menurun kualitasnya ketika menjadi lebih kecil.

Spesifikasi Teknis Utama:

  • Frekuensi operasi: Hingga 25 kHz
  • Tegangan operasi: Di bawah 3V
  • Jumlah transistor: Lebih dari 1.000 untuk setiap jenis (tipe-n dan tipe-p)
  • Material yang digunakan: Molybdenum disulfide (tipe-n), Tungsten diselenide (tipe-p)
  • Arsitektur: CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)
  • Metode fabrikasi: Metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD)
Berita Terkini: Sebuah terobosan besar dengan komputer 2D non-silikon pertama di dunia yang dikembangkan oleh peneliti Penn State
Berita Terkini: Sebuah terobosan besar dengan komputer 2D non-silikon pertama di dunia yang dikembangkan oleh peneliti Penn State

Pertanyaan Performa Mendominasi Reaksi Awal

Frekuensi operasi 25 kHz telah menjadi titik fokus diskusi komunitas. Para penggemar teknologi mempertanyakan apakah keterbatasan kecepatan ini bersifat fundamental atau hanya hasil dari pengembangan tahap awal. Makalah penelitian menunjukkan bahwa kapasitansi parasitik adalah kendala utama, menunjukkan bahwa perbaikan proses dapat secara signifikan meningkatkan performa.

Karena kapasitansi berskala dengan area dalam material 2D, hanya dengan membuat komponen lebih kecil dapat secara dramatis mengurangi efek parasitik ini. Hal ini memberikan harapan bahwa versi masa depan mungkin beroperasi jauh lebih cepat daripada prototipe awal ini.

Pilihan Material Menimbulkan Kekhawatiran Praktis

Penggunaan molybdenum disulfide dan tungsten diselenide telah memicu perdebatan tentang biaya dan kompleksitas manufaktur. Beberapa anggota komunitas menunjukkan bahwa tungsten secara signifikan lebih mahal daripada silicon, meskipun yang lain berargumen bahwa jumlah kecil yang digunakan dalam chip komputer membuat biaya menjadi kurang relevan.

Menariknya, molybdenum disulfide umumnya dikenal sebagai pelumas untuk aplikasi sehari-hari. Efektivitasnya sebagai pelumas berasal dari sifat yang sama yang membuatnya berguna untuk elektronik - mudah terpecah menjadi lapisan 2D.

Membandingkan Timeline Pengembangan

Tim peneliti menekankan bahwa material 2D hanya dipelajari secara serius sejak sekitar 2010, dibandingkan dengan sejarah pengembangan silicon selama 80 tahun. Perspektif ini telah beresonansi dengan komunitas teknologi, karena banyak yang mengakui bahwa komputer silicon awal juga lambat dan terbatas dibandingkan dengan prosesor saat ini.

Teknologi silicon telah dikembangkan selama sekitar 80 tahun, tetapi penelitian tentang material 2D relatif baru, baru benar-benar muncul sekitar 2010.

Tim membangun komputer mereka menggunakan lebih dari 1.000 transistor dari setiap jenis, menunjukkan bahwa pendekatan ini dapat berkembang melampaui sirkuit bukti konsep sederhana.

Perbandingan Timeline Pengembangan:

  • Pengembangan teknologi silikon: ~80 tahun (sejak tahun 1940-an)
  • Penelitian material 2D: ~15 tahun (sejak tahun 2010)
  • Keterbatasan saat ini: Kapasitansi parasit yang membatasi kecepatan
  • Kendala performa: Frekuensi rendah dibandingkan dengan sirkuit CMOS silikon

Aplikasi Masa Depan dan Spekulasi

Diskusi komunitas telah berkisar dari aplikasi praktis hingga skenario fiksi ilmiah. Beberapa menyarankan material ini dapat berguna untuk lingkungan ekstrem seperti Venus, mengingat titik leleh mereka yang tinggi. Yang lain bertanya-tanya tentang integrasi dengan teknologi yang muncul seperti komputasi fotonik.

Penelitian ini mewakili lebih dari sekadar pencapaian teknis - ini membuka kemungkinan baru untuk elektronik yang lebih tipis dan hemat energi. Meskipun kecepatan 25 kHz saat ini tampak lambat menurut standar modern, terobosan fundamental dalam menciptakan komputer non-silicon yang berfungsi menandai langkah penting menuju diversifikasi teknologi semikonduktor.

Timeline pengembangan untuk komputer 2D praktis masih tidak pasti, tetapi penelitian ini memberikan fondasi yang solid untuk perbaikan masa depan dalam kecepatan dan proses manufaktur.

Referensi: World's first 2D, non-silicon computer developed