طوّر الباحثون شريحة جديدة تحتوي على 41 طبقة رأسية من أشباه الموصلات، متجاوزين حدود التصغير التي أعاقت قانون مور. يمكن لهذا التصميم تمكين إلكترونيات أكثر استدامة من خلال تراكم الترانزستورات للأعلى بدلاً من تصغيرها. تعد هذه الابتكار وعدًا بتقليل استهلاك الطاقة في التصنيع وتطبيقات محتملة في الأجهزة اليومية.
منذ الستينيات، دفع قانون مور تقدم الإلكترونيات من خلال التنبؤ بأن عدد الترانزستورات على شريحة ميكرو ستتضاعف سنويًا من خلال التصغير. ومع ذلك، بدأت هذه الاتجاه يتزعزع حول عام 2010 حيث عرقلت الحدود الفيزيائية التصغير الإضافي وزيادة كثافة قوة الحوسبة.
شياو هانغ لي في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا في المملكة العربية السعودية، بالاشتراك مع زملاء بما في ذلك توماس أنثوبولوس في جامعة مانشستر في المملكة المتحدة، قادوا حلاً: بناء الشرائح للأعلى. يتميز تصميمهم بـ41 طبقة رأسية من نوعين من أشباه الموصلات مفصولة بمادة عازلة، مما يخلق تراكمًا للترانزستورات حوالي 10 أضعاف أطول من الإصدارات السابقة.
للتحقق من الشريحة، أنتج الفريق 600 نسخة، جميعها تظهر أداءً مشابهًا بشكل موثوق. اختبروا بعضها في عمليات أساسية مطلوبة من قبل الحواسيب وأجهزة الاستشعار، حيث تطابقت الشرائح المتراكمة مع قدرات التصاميم المسطحة التقليدية. أشار لي إلى أن تصنيع هذه التراكمات استخدم طرقًا أقل كثافة في الطاقة من العمليات القياسية.
أكد أنثوبولوس الفوائد العملية: "قد لا يؤدي الشريحة الجديدة بالضرورة إلى حواسيب فائقة جديدة، لكن إذا يمكن استخدامها في أجهزة شائعة مثل الإلكترونيات الذكية المنزلية وأجهزة الصحة القابلة للارتداء، فإنها ستقلل من بصمة الكربون لصناعة الإلكترونيات مع تقديم المزيد من الوظائف مع كل طبقة مضافة." وأضاف بتفاؤل: "لا يوجد توقف حقًا. يمكننا الاستمرار في القيام بذلك. إنه مجرد أمر من العرق والدموع."
توجد التحديات، خاصة في إدارة الحرارة. قارن محمد عالم في جامعة بوردو في إنديانا التصميم بـ"محاولة البقاء باردًا أثناء ارتداء عدة معاطف في وقت واحد"، حيث يولد كل طبقة حرارة إضافية. الحد الحالي هو 50 درجة مئوية، والذي يقول عالم إنه يحتاج إلى زيادة 30 درجة أو أكثر ليكون قابلاً للتطبيق في العالم الحقيقي خارج المختبرات. ومع ذلك، يرى النمو الرأسي كالمسار الأساسي نحو تقدم الإلكترونيات.
تظهر البحث في Nature Electronics (DOI: 10.1038/s41928-025-01469-0).