Създадоха чип, който издържа при 700°C и може да промени AI завинаги
Съвременната електроника зарежда всичко – от смарт телефони до спътници, само че всички устройства споделят едно главно ограничаване: топлината. Щом температурите надвишат 200°C, множеството съставни елементи дезигрират или стопират да действат. От десетилетия тази термична преграда е измежду най-големите провокации в инженерството, написа още Science Daily.
Изследователи от Университета на Южна Калифорния (USC) имат вяра, че са разкрили метод да преодолеят тази граница.
В изследване, оповестено в списание Science на 26 март 2026 година, екип, управителен от проф. Джошуа Янг, показа нов вид памет, която действа устойчиво при 700°C. Тази температура надвишава топлината на разтопената лава и надалеч надминава всичко, постигано до момента в този софтуерен клас. Устройството не просто работи – то не демонстрира никакви признаци на щета, като 700°C е била просто лимитът на тестовото съоръжение.
Можете да го наречете гражданска война “, споделя Янг. „ Това е най-издръжливата на високи температури памет, демонстрирана в миналото. “
Мемристор за рискови условия
Новата разработка е основана на мемристор – нанокомпонент, който може по едно и също време да съхранява данни и да прави калкулации. Той съставлява микроскопична слоеста конструкция: керамичен пласт, „ притиснат “ сред два електрода.
Джиан Джао, водещ създател на проучването, е конструирал устройството, употребявайки волфрам за горния електрод, хафниев оксид за средата и графен за долния пласт. Волфрамът има най-високата точка на размразяване измежду всички детайли, а графенът – пласт въглерод с дебелина единствено един атом – е прочут с феноменалната си издръжливост и термична резистентност.
Резултатите са впечатляващи: устройството резервира данните над 50 часа при 700°C без потребност от освежаване. То устоя над един милиард цикъла на превключване, работи при напрежение от едвам 1,5 волта и развива скорости в порядъка на наносекунди.
Неочакваният пробив: Ефектът „ масло и вода “
Откритието в действителност е плод на случайност. Първоначално екипът се е опитвал да сътвори друго графеново устройство, което се оказало дефектно. „ Честно казано, беше случай, както множеството огромни открития “, признава Янг.
Последвалите разбори разкриват за какво прототипът е толкоз резистентен. В стандартната електроника топлината кара металните атоми от електрода постепенно да мигрират през керамиката. Когато доближат другия електрод, те основават мост, причиняващ късо съединяване.
Тук се намесва графенът. Неговото взаимоотношение с волфрама е сходно с това сред масло и вода – атомите на волфрама просто не могат да се „ залепят “ за графеновата повърхнина. Без постоянна точка за закрепване, те се отклоняват, предотвратявайки образуването на проводим мост даже при рискова горещина. Екипът е удостоверил този механизъм посредством електронна микроскопия и квантови симулации.
От Венера до изкуствения разсъдък
Електрониката, способна да работи над 500°C, е „ свещеният граал “ за галактическите проучвания. Повърхността на Венера да вземем за пример е с сходна температура, което до момента водеше до бърза щета на всеки кацнал уред. Но приложенията не стопират дотук:
Енергетика: Геотермални системи надълбоко подземен и нуклеарни реактори.Автомобилна промишленост: Устройство, сертифицирано за 700°C, би било на практика „ неунищожимо “ при общоприетите 125°C в двигателните отсеци.Изкуствен разсъдък (AI): Мемристорите са идеални за матрично умножение – математическата интервенция, която съставлява над 92% от изчисленията в модели като ChatGPT. Вместо да счита малко по малко, мемристорът употребява законите на физиката (закона на Ом), с цел да извърши интервенцията незабавно, с най-малък разход на сила.Пътят към действителния свят
Въпреки триумфа, проф. Янг акцентира, че всеобщото приложение изисква време. Паметта е единствено един съставен елемент – нужни са още високотемпературни логичен вериги и индустриална мащабируемост. Все отново положителната вест е, че материали като волфрам и хафниев оксид към този момент се употребяват всеобщо в производството на чипове, а графеновата технология напредва бързо с помощта на колоси като Samsung и TSMC.
Работата е извършена в границите на центъра CONCRETE към USC, с поддръжката на Изследователската лаборатория на Военновъздушни сили на Съединени американски щати (AFRL). За Янг този пробив е „ решителен скок към една доста по-голяма и вълнуваща граница “.
Изследователи от Университета на Южна Калифорния (USC) имат вяра, че са разкрили метод да преодолеят тази граница.
В изследване, оповестено в списание Science на 26 март 2026 година, екип, управителен от проф. Джошуа Янг, показа нов вид памет, която действа устойчиво при 700°C. Тази температура надвишава топлината на разтопената лава и надалеч надминава всичко, постигано до момента в този софтуерен клас. Устройството не просто работи – то не демонстрира никакви признаци на щета, като 700°C е била просто лимитът на тестовото съоръжение.
Можете да го наречете гражданска война “, споделя Янг. „ Това е най-издръжливата на високи температури памет, демонстрирана в миналото. “
Мемристор за рискови условия
Новата разработка е основана на мемристор – нанокомпонент, който може по едно и също време да съхранява данни и да прави калкулации. Той съставлява микроскопична слоеста конструкция: керамичен пласт, „ притиснат “ сред два електрода.
Джиан Джао, водещ създател на проучването, е конструирал устройството, употребявайки волфрам за горния електрод, хафниев оксид за средата и графен за долния пласт. Волфрамът има най-високата точка на размразяване измежду всички детайли, а графенът – пласт въглерод с дебелина единствено един атом – е прочут с феноменалната си издръжливост и термична резистентност.
Резултатите са впечатляващи: устройството резервира данните над 50 часа при 700°C без потребност от освежаване. То устоя над един милиард цикъла на превключване, работи при напрежение от едвам 1,5 волта и развива скорости в порядъка на наносекунди.
Неочакваният пробив: Ефектът „ масло и вода “
Откритието в действителност е плод на случайност. Първоначално екипът се е опитвал да сътвори друго графеново устройство, което се оказало дефектно. „ Честно казано, беше случай, както множеството огромни открития “, признава Янг.
Последвалите разбори разкриват за какво прототипът е толкоз резистентен. В стандартната електроника топлината кара металните атоми от електрода постепенно да мигрират през керамиката. Когато доближат другия електрод, те основават мост, причиняващ късо съединяване.
Тук се намесва графенът. Неговото взаимоотношение с волфрама е сходно с това сред масло и вода – атомите на волфрама просто не могат да се „ залепят “ за графеновата повърхнина. Без постоянна точка за закрепване, те се отклоняват, предотвратявайки образуването на проводим мост даже при рискова горещина. Екипът е удостоверил този механизъм посредством електронна микроскопия и квантови симулации.
От Венера до изкуствения разсъдък
Електрониката, способна да работи над 500°C, е „ свещеният граал “ за галактическите проучвания. Повърхността на Венера да вземем за пример е с сходна температура, което до момента водеше до бърза щета на всеки кацнал уред. Но приложенията не стопират дотук:
Енергетика: Геотермални системи надълбоко подземен и нуклеарни реактори.Автомобилна промишленост: Устройство, сертифицирано за 700°C, би било на практика „ неунищожимо “ при общоприетите 125°C в двигателните отсеци.Изкуствен разсъдък (AI): Мемристорите са идеални за матрично умножение – математическата интервенция, която съставлява над 92% от изчисленията в модели като ChatGPT. Вместо да счита малко по малко, мемристорът употребява законите на физиката (закона на Ом), с цел да извърши интервенцията незабавно, с най-малък разход на сила.Пътят към действителния свят
Въпреки триумфа, проф. Янг акцентира, че всеобщото приложение изисква време. Паметта е единствено един съставен елемент – нужни са още високотемпературни логичен вериги и индустриална мащабируемост. Все отново положителната вест е, че материали като волфрам и хафниев оксид към този момент се употребяват всеобщо в производството на чипове, а графеновата технология напредва бързо с помощта на колоси като Samsung и TSMC.
Работата е извършена в границите на центъра CONCRETE към USC, с поддръжката на Изследователската лаборатория на Военновъздушни сили на Съединени американски щати (AFRL). За Янг този пробив е „ решителен скок към една доста по-голяма и вълнуваща граница “.
Източник: economic.bg
КОМЕНТАРИ