TED@Merck KGaA, Darmstadt, Germany
Karl Skjonnemand: The self-assembling computer chips of the future
Karl Skjonnemand: A jövő "önszerelő" számítógépes chipjei
Filmed:
Readability: 5.8
1,671,400 views
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.
Karl Skjonnemand - Technology developer
As a passionate technology leader, Karl Skjonnemand has a hunger for solutions to advanced technology problems. Full bio
As a passionate technology leader, Karl Skjonnemand has a hunger for solutions to advanced technology problems. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
Computers used to be as big as a room.
0
1246
3584
A számítógépek hajdanán
szobanagyságúak voltak.
szobanagyságúak voltak.
00:16
But now they fit in your pocket,
1
4854
1592
Most ott lehetnek a zsebünkben,
00:18
on your wrist
2
6470
1171
a csuklónkon,
00:19
and can even be implanted
inside of your body.
inside of your body.
3
7665
3319
még a testünkbe is beültethetők.
00:23
How cool is that?
4
11008
1281
Ugye milyen remek?
00:24
And this has been enabled
by the miniaturization of transistors,
by the miniaturization of transistors,
5
12809
4337
Ez a tranzisztorok miniatürizálása
révén vált lehetségessé,
révén vált lehetségessé,
00:29
which are the tiny switches
in the circuits
in the circuits
6
17170
2492
melyek apró kapcsolók
00:31
at the heart of our computers.
7
19686
1776
számítógépeink áramköreiben.
00:34
And it's been achieved
through decades of development
through decades of development
8
22051
3172
Évtizedeken át tartó fejlődés során
00:37
and breakthroughs
in science and engineering
in science and engineering
9
25247
2798
tudományos áttörésekkel,
a mérnöki munka bravúrjaival
a mérnöki munka bravúrjaival
00:40
and of billions of dollars of investment.
10
28069
2672
és dollármilliárdok befektetésével
értük el mindezt.
értük el mindezt.
Ez nagyfokú számítógép-használatot
00:43
But it's given us
vast amounts of computing,
vast amounts of computing,
11
31352
2748
és nagyméretű memóriát
hozott el nekünk,
hozott el nekünk,
00:46
huge amounts of memory
12
34124
1805
00:47
and the digital revolution
that we all experience and enjoy today.
that we all experience and enjoy today.
13
35953
4942
valamint a napjainkban tapasztalható
és élvezhető digitális forradalmat.
és élvezhető digitális forradalmat.
00:53
But the bad news is,
14
41665
2768
De a rossz hír az,
00:56
we're about to hit a digital roadblock,
15
44457
3132
hogy digitális útzárhoz érkeztünk,
00:59
as the rate of miniaturization
of transistors is slowing down.
of transistors is slowing down.
16
47613
4350
mivel a miniatürizálás sebessége lassul.
01:04
And this is happening
at exactly the same time
at exactly the same time
17
52471
2874
Ez éppen akkor történik,
amikor a szoftverújítás
könyörtelenül folytatódik
könyörtelenül folytatódik
01:07
as our innovation in software
is continuing relentlessly
is continuing relentlessly
18
55369
3998
01:11
with artificial intelligence and big data.
19
59391
3760
mesterséges intelligenciával
és tömérdek adattal,
és tömérdek adattal,
01:15
And our devices regularly perform
facial recognition or augment our reality
facial recognition or augment our reality
20
63175
5040
amikor eszközeink többnyire arcfelismerést
és valóság-kiterjesztést végeznek,
és valóság-kiterjesztést végeznek,
01:20
or even drive cars down
our treacherous, chaotic roads.
our treacherous, chaotic roads.
21
68239
4225
vagy akár autókat vezetnek
megbízhatatlan, kaotikus útjainkon.
megbízhatatlan, kaotikus útjainkon.
01:24
It's amazing.
22
72959
1207
Lenyűgöző!
01:26
But if we don't keep up
with the appetite of our software,
with the appetite of our software,
23
74618
4667
De ha nem tudunk lépést tartani
szoftvereink étvágyával,
szoftvereink étvágyával,
01:31
we could reach a point
in the development of our technology
in the development of our technology
24
79309
3787
elérhetünk technológiánk
fejlődésének egy olyan pontjára,
fejlődésének egy olyan pontjára,
01:35
where the things that we could do
with software could, in fact, be limited
with software could, in fact, be limited
25
83120
4210
ahol a szoftveresen lehetséges dolgok
hardvereink miatt korlátozottakká válnak.
01:39
by our hardware.
26
87354
1271
01:41
We've all experienced the frustration
of an old smartphone or tablet
of an old smartphone or tablet
27
89075
4508
Mind tapasztaltunk már régi okostelefon
vagy tablet miatti frusztrációt,
vagy tablet miatti frusztrációt,
01:45
grinding slowly to a halt over time
28
93607
3164
ahogy lassan működik, végül leáll
01:48
under the ever-increasing weight
of software updates and new features.
of software updates and new features.
29
96795
3975
az egyre gyarapodó szoftverfrissítések
és új funkciók terhe alatt.
és új funkciók terhe alatt.
01:52
And it worked just fine
when we bought it not so long ago.
when we bought it not so long ago.
30
100794
3383
Amikor nem olyan rég megvettük,
még jól működött,
még jól működött,
01:56
But the hungry software engineers
have eaten up all the hardware capacity
have eaten up all the hardware capacity
31
104201
4510
de a mohó szoftvermérnökök időközben
bekebelezték az egész hardverkapacitást.
02:00
over time.
32
108735
1306
02:03
The semiconductor industry
is very well aware of this
is very well aware of this
33
111883
3612
A félvezetőipar nagyon is
tudatában van ennek,
tudatában van ennek,
02:07
and is working on
all sorts of creative solutions,
all sorts of creative solutions,
34
115519
3884
és kreatív megoldásokon dolgozik,
02:11
such as going beyond transistors
to quantum computing
to quantum computing
35
119427
4311
a tranzisztorokon túlhaladva
a kvantumszámításig,
a kvantumszámításig,
02:15
or even working with transistors
in alternative architectures
in alternative architectures
36
123762
4212
vagy akár másfajta szerkezeti felépítést
használva a tranzisztoroknál,
használva a tranzisztoroknál,
mint amilyenek a neurális hálózatok,
02:19
such as neural networks
37
127998
1603
02:21
to make more robust
and efficient circuits.
and efficient circuits.
38
129625
3013
hogy erősebb, hatékonyabb
áramköröket készítsen.
áramköröket készítsen.
02:25
But these approaches
will take quite some time,
will take quite some time,
39
133270
3339
De ezek a megközelítések időigényesek,
02:28
and we're really looking for a much more
immediate solution to this problem.
immediate solution to this problem.
40
136633
4627
és mi sokkal inkább azonnali megoldást
keresünk erre a problémára.
keresünk erre a problémára.
02:34
The reason why the rate of miniaturization
of transistors is slowing down
of transistors is slowing down
41
142899
4782
A tranzisztorok miniatürizálása lassul,
02:39
is due to the ever-increasing complexity
of the manufacturing process.
of the manufacturing process.
42
147705
4686
amit a gyártási folyamatok
összetettebbé válása okoz.
összetettebbé válása okoz.
02:45
The transistor used to be
a big, bulky device,
a big, bulky device,
43
153142
3250
A tranzisztorok valamikor
kézzelfogható eszközök voltak,
kézzelfogható eszközök voltak,
02:48
until the invent of the integrated circuit
44
156416
3309
amíg fel nem találták
a tiszta szilíciumkristály lemezeken
[ostyákon] alapuló integrált áramköröket.
[ostyákon] alapuló integrált áramköröket.
02:51
based on pure crystalline silicon wafers.
45
159749
2691
02:54
And after 50 years
of continuous development,
of continuous development,
46
162946
2779
Ötven év folyamatos fejlődés után
02:57
we can now achieve
transistor features dimensions
transistor features dimensions
47
165749
3373
a tranzisztorok méretei
03:01
down to 10 nanometers.
48
169146
2529
tíz nanométeres dimenziókban járnak.
Egymilliárd tranzisztornál
is többet tudunk elhelyezni
is többet tudunk elhelyezni
03:04
You can fit more than
a billion transistors
a billion transistors
49
172361
2437
03:06
in a single square millimeter of silicon.
50
174822
2963
egyetlen négyzetmilliméter szilíciumon.
03:10
And to put this into perspective:
51
178273
2022
Hogy jobban el tudják ezt képzelni,
03:12
a human hair is 100 microns across.
52
180319
3826
az emberi hajszál 100 mikron vastag.
03:16
A red blood cell,
which is essentially invisible,
which is essentially invisible,
53
184169
2519
Egy lényegében láthatatlan vörösvértest
03:18
is eight microns across,
54
186712
1599
nyolc mikron átmérőjű,
03:20
and you can place 12 across
the width of a human hair.
the width of a human hair.
55
188335
3400
így 12 férne el belőlük
a hajszál átmérőjén.
a hajszál átmérőjén.
03:24
But a transistor, in comparison,
is much smaller,
is much smaller,
56
192467
3100
Egy tranzisztor ennél sokkal kisebb,
03:27
at a tiny fraction of a micron across.
57
195591
3848
kis töredéke a mikronnak.
03:31
You could place more than 260 transistors
58
199463
3546
Több mint 260 tranzisztor
03:35
across a single red blood cell
59
203033
1978
férne el keresztbe egy vörösvértesten,
03:37
or more than 3,000 across
the width of a human hair.
the width of a human hair.
60
205035
4464
és 3000-nél is több a hajszál átmérőjén.
03:41
It really is incredible nanotechnology
in your pocket right now.
in your pocket right now.
61
209523
4324
Hihetetlen nanotechnológia
van a zsebükben.
van a zsebükben.
03:47
And besides the obvious benefit
62
215204
2188
Nyilvánvalóan előnyös, ha képesek vagyunk
03:49
of being able to place more,
smaller transistors on a chip,
smaller transistors on a chip,
63
217416
3834
több kisebb tranzisztort tenni egy chipre,
03:53
smaller transistors are faster switches,
64
221984
3492
de emellett a kisebb tranzisztorok
gyorsabb kapcsolók,
gyorsabb kapcsolók,
03:58
and smaller transistors are also
more efficient switches.
more efficient switches.
65
226166
4401
ráadásul hatékonyabbak is.
Vagyis ez a kombináció
alacsony költségű, nagy teljesítményű,
alacsony költségű, nagy teljesítményű,
04:02
So this combination has given us
66
230591
2477
04:05
lower cost, higher performance
and higher efficiency electronics
and higher efficiency electronics
67
233092
4299
magas hatékonyságú elektronikát
nyújt számunkra,
nyújt számunkra,
04:09
that we all enjoy today.
68
237415
2063
melyet ma mindnyájan élvezünk.
04:14
To manufacture these integrated circuits,
69
242415
2764
Az integrált áramkörök gyártásához
04:17
the transistors are built up
layer by layer,
layer by layer,
70
245203
3208
a tranzisztorokat rétegesen építik fel,
04:20
on a pure crystalline silicon wafer.
71
248435
2353
tiszta szilíciumkristály ostyára.
04:23
And in an oversimplified sense,
72
251332
2228
Igen leegyszerűsített formában,
04:25
every tiny feature
of the circuit is projected
of the circuit is projected
73
253584
4281
az áramkör minden apró elemét
rávetítik a szilíciumlemez felületére,
04:29
onto the surface of the silicon wafer
74
257889
2332
04:32
and recorded in a light-sensitive material
75
260245
3679
és egy fényérzékeny anyagon rögzítik,
04:35
and then etched through
the light-sensitive material
the light-sensitive material
76
263948
2939
majd ezt az anyagot átmaratják,
04:38
to leave the pattern
in the underlying layers.
in the underlying layers.
77
266911
3021
mintát hagyva az alatta fekvő rétegekben.
04:42
And this process has been
dramatically improved over the years
dramatically improved over the years
78
270612
4084
E folyamat az évek során
drámaian fejlődött,
drámaian fejlődött,
04:46
to give the electronics
performance we have today.
performance we have today.
79
274720
2773
az elektronikának a ma ismert
teljesítményt nyújtva,
teljesítményt nyújtva,
04:50
But as the transistor features
get smaller and smaller,
get smaller and smaller,
80
278279
3442
de ahogy a tranzisztorok mérete csökken,
04:53
we're really approaching
the physical limitations
the physical limitations
81
281745
3037
elérjük ennek a gyártási technológiának
04:56
of this manufacturing technique.
82
284806
1883
a fizikai határait.
05:00
The latest systems
for doing this patterning
for doing this patterning
83
288515
3105
A legújabb, e technológiára
épülő rendszerek
épülő rendszerek
05:03
have become so complex
84
291644
2303
olyan összetetté váltak,
05:05
that they reportedly cost
more than 100 million dollars each.
more than 100 million dollars each.
85
293971
4730
hogy darabonként több mint
100 millió dollárba kerülnek.
100 millió dollárba kerülnek.
05:10
And semiconductor factories
contain dozens of these machines.
contain dozens of these machines.
86
298725
4287
A félvezetőgyárakban
több tucat ilyen gép van.
több tucat ilyen gép van.
05:15
So people are seriously questioning:
Is this approach long-term viable?
Is this approach long-term viable?
87
303036
4426
Ezért az emberek komolyan megkérdőjelezik:
Életképes ez a módszer hosszú távon?
Életképes ez a módszer hosszú távon?
De mi hisszük, hogy képesek
vagyunk chipet gyártani
vagyunk chipet gyártani
05:20
But we believe we can do
this chip manufacturing
this chip manufacturing
88
308441
3680
ettől teljesen eltérő,
költséghatékonyabb módon,
költséghatékonyabb módon,
05:24
in a totally different
and much more cost-effective way
and much more cost-effective way
89
312145
4023
a természetet utánzó
molekuláris tervezéssel,
molekuláris tervezéssel,
05:28
using molecular engineering
and mimicking nature
and mimicking nature
90
316966
3973
nanoméretű dimenziókban
állítva elő a tranzisztorokat.
állítva elő a tranzisztorokat.
05:32
down at the nanoscale dimensions
of our transistors.
of our transistors.
91
320963
3613
05:37
As I said, the conventional manufacturing
takes every tiny feature of the circuit
takes every tiny feature of the circuit
92
325267
4661
A hagyományos gyártás fogja
az áramkör minden apró elemét,
az áramkör minden apró elemét,
05:41
and projects it onto the silicon.
93
329952
2124
és a szilíciumra vetíti.
05:44
But if you look at the structure
of an integrated circuit,
of an integrated circuit,
94
332818
2744
De ha az integrált áramkör szerkezetét,
05:47
the transistor arrays,
95
335586
1974
a tranzisztortömböket nézzük,
05:49
many of the features are repeated
millions of times.
millions of times.
96
337584
3629
sok jellegzetesség milliószor ismétlődik.
05:53
It's a highly periodic structure.
97
341237
2608
Meglehetősen periodikus a struktúra.
05:56
So we want to take advantage
of this periodicity
of this periodicity
98
344331
3068
Ebből a tulajdonságból
előnyt kovácsolhatunk
előnyt kovácsolhatunk
05:59
in our alternative
manufacturing technique.
manufacturing technique.
99
347423
2697
alternatív gyártástechnológiánkban.
06:02
We want to use self-assembling materials
100
350144
3435
Önszerveződő anyagokat kívánunk használni
06:05
to naturally form the periodic structures
101
353603
2977
a periodikus struktúrák
természetes formálódásához,
természetes formálódásához,
melyekre tranzisztoraink
miatt van szükségünk.
miatt van szükségünk.
06:08
that we need for our transistors.
102
356604
2383
Anyagokkal valósítjuk meg ezt,
06:12
We do this with the materials,
103
360052
2142
06:14
then the materials do the hard work
of the fine patterning,
of the fine patterning,
104
362218
3437
melyek elvégzik a finom mintázatok
kialakításának nehéz feladatát,
kialakításának nehéz feladatát,
06:17
rather than pushing the projection
technology to its limits and beyond.
technology to its limits and beyond.
105
365679
4859
ahelyett, hogy a kivetítési technológiát
erőltetnénk minden határon túl.
erőltetnénk minden határon túl.
Az önszerveződés a természetben
több helyen is megfigyelhető,
több helyen is megfigyelhető,
06:23
Self-assembly is seen in nature
in many different places,
in many different places,
106
371909
3899
06:27
from lipid membranes to cell structures,
107
375832
3410
a lipidmembránoktól a sejtszerkezetig,
06:31
so we do know it can be a robust solution.
108
379266
3055
úgyhogy tudjuk,
hogy ez strapabíró megoldás lehet.
hogy ez strapabíró megoldás lehet.
06:34
If it's good enough for nature,
it should be good enough for us.
it should be good enough for us.
109
382345
3561
Ha elég jó a természetnek,
számunkra is az kell, hogy legyen.
számunkra is az kell, hogy legyen.
Szóval, vesszük ezt a robusztus,
természetes önszerveződést,
természetes önszerveződést,
06:38
So we want to take this naturally
occurring, robust self-assembly
occurring, robust self-assembly
110
386549
4800
és gyártásra használjuk fel
félvezető-technológiánkban.
félvezető-technológiánkban.
06:43
and use it for the manufacturing
of our semiconductor technology.
of our semiconductor technology.
111
391373
3965
06:48
One type of self-assemble material --
112
396929
2615
Az egyik önszerveződő anyag -
06:52
it's called a block co-polymer --
113
400388
2247
szakaszos kopolimer -
két, egyenként néhány tíz nanométer
hosszú polimerláncból áll,
hosszú polimerláncból áll,
06:54
consists of two polymer chains
just a few tens of nanometers in length.
just a few tens of nanometers in length.
114
402659
4783
amelyek nem férnek össze,
06:59
But these chains hate each other.
115
407466
2051
07:01
They repel each other,
116
409541
1484
taszítják egymást,
07:03
very much like oil and water
or my teenage son and daughter.
or my teenage son and daughter.
117
411049
3897
mint az olaj és a víz,
vagy mint a serdülő fiam és lányom.
vagy mint a serdülő fiam és lányom.
07:06
(Laughter)
118
414970
1357
(Nevetés)
07:08
But we cruelly bond them together,
119
416351
2774
De mi kegyetlenül összekapcsoljuk őket,
07:11
creating an inbuilt
frustration in the system,
frustration in the system,
120
419149
2695
beépített feszültséget
hozunk létre a rendszerben,
hozunk létre a rendszerben,
07:13
as they try to separate from each other.
121
421868
2206
amint próbálnak szétválni egymástól.
07:16
And in the bulk material,
there are billions of these,
there are billions of these,
122
424716
3285
Az ömlesztett anyagban
ezek milliárdjai találhatók,
ezek milliárdjai találhatók,
07:20
and the similar components
try to stick together,
try to stick together,
123
428025
3301
a hasonló összetevők
próbálnak együtt maradni,
próbálnak együtt maradni,
07:23
and the opposing components
try to separate from each other
try to separate from each other
124
431350
2809
az ellentétesek pedig
elkülönülni egymástól,
elkülönülni egymástól,
07:26
at the same time.
125
434183
1155
mindezt egyidőben.
07:27
And this has a built-in frustration,
a tension in the system.
a tension in the system.
126
435362
3754
Ez beépített feszültséget
hoz létre a rendszerben,
hoz létre a rendszerben,
07:31
So it moves around, it squirms
until a shape is formed.
until a shape is formed.
127
439140
4309
amely így mozog, formálódik,
és végül kialakul.
és végül kialakul.
07:36
And the natural self-assembled shape
that is formed is nanoscale,
that is formed is nanoscale,
128
444209
4048
Ez a természetesen önszerveződő
forma nanoméretű,
forma nanoméretű,
07:40
it's regular, it's periodic,
and it's long range,
and it's long range,
129
448281
3727
hosszú, szabályos és periodikus,
07:44
which is exactly what we need
for our transistor arrays.
for our transistor arrays.
130
452032
3858
azaz pontosan olyan, amilyenre szükségünk
van tranzisztortömbjeink számára.
van tranzisztortömbjeink számára.
07:49
So we can use molecular engineering
131
457347
2531
Így már használhatjuk
a molekuláris tervezést
a molekuláris tervezést
07:51
to design different shapes
of different sizes
of different sizes
132
459902
3064
különböző méretű és periodicitású
07:54
and of different periodicities.
133
462990
2063
alakzatok létrehozásához.
07:57
So for example, if we take
a symmetrical molecule,
a symmetrical molecule,
134
465077
2731
Ha például veszünk
két szimmetrikus molekulát,
két szimmetrikus molekulát,
ahol a két polimerlánc hasonló hosszúságú,
07:59
where the two polymer chains
are similar length,
are similar length,
135
467832
3075
a természetes önszerveződéssel
kialakult forma
kialakult forma
08:02
the natural self-assembled
structure that is formed
structure that is formed
136
470931
2671
08:05
is a long, meandering line,
137
473626
2929
egy hosszú, kanyargós vonal,
amely nagyon hasonlít az ujjlenyomathoz.
08:08
very much like a fingerprint.
138
476579
1810
08:10
And the width of the fingerprint lines
139
478951
2322
Az ujjlenyomatvonalak szélességét,
08:13
and the distance between them
140
481297
2010
és a köztük lévő távolságot
08:15
is determined by the lengths
of our polymer chains
of our polymer chains
141
483331
3911
polimerláncaink hossza,
08:19
but also the level of built-in
frustration in the system.
frustration in the system.
142
487266
3294
valamint a rendszer
beépített feszültsége határozza meg.
beépített feszültsége határozza meg.
Ennél is kidolgozottabb
struktúrákat tudunk létrehozni
struktúrákat tudunk létrehozni
08:23
And we can even create
more elaborate structures
more elaborate structures
143
491320
2558
08:27
if we use unsymmetrical molecules,
144
495487
2439
aszimmetrikus molekulák felhasználásával,
ahol az egyik polimerlánc
jelentősen rövidebb a másiknál.
jelentősen rövidebb a másiknál.
08:30
where one polymer chain
is significantly shorter than the other.
is significantly shorter than the other.
145
498839
4085
Ebben az esetben a kialakult szerkezetben
08:35
And the self-assembled structure
that forms in this case
that forms in this case
146
503749
2710
a rövidebb láncok tömör labdaként
állnak össze középen,
állnak össze középen,
08:38
is with the shorter chains
forming a tight ball in the middle,
forming a tight ball in the middle,
147
506483
3800
és őket hosszabb, szemben álló
polimerláncok veszik körbe,
polimerláncok veszik körbe,
08:42
and it's surrounded by the longer,
opposing polymer chains,
opposing polymer chains,
148
510307
3841
miközben természetes hengert formálnak.
08:46
forming a natural cylinder.
149
514172
2048
A henger mérete,
08:49
And the size of this cylinder
150
517089
2075
08:51
and the distance between
the cylinders, the periodicity,
the cylinders, the periodicity,
151
519188
3415
és a hengerek közti távolság,
a periodikusság
a periodikusság
08:54
is again determined by how long
we make the polymer chains
we make the polymer chains
152
522627
3594
ez esetben is a polimerláncok hosszától
08:58
and the level of built-in frustration.
153
526245
2738
és a beépített feszültségtől függenek.
09:01
So in other words, we're using
molecular engineering
molecular engineering
154
529896
3878
Más szavakkal, molekuláris tervezéssel
09:05
to self-assemble nanoscale structures
155
533798
2825
nanoméretű alakzatok
önszerveződését idézzük elő,
önszerveződését idézzük elő,
09:08
that can be lines or cylinders
the size and periodicity of our design.
the size and periodicity of our design.
156
536647
4910
ezek lehetnek terveinknek megfelelő méretű
és periodicitású vonalak és hengerek.
és periodicitású vonalak és hengerek.
09:14
We're using chemistry,
chemical engineering,
chemical engineering,
157
542369
3297
A kémiát és vegyészmérnöki
tudásunkat használjuk,
tudásunkat használjuk,
09:17
to manufacture the nanoscale features
that we need for our transistors.
that we need for our transistors.
158
545690
4789
hogy legyártsuk ezeket a nanoméretű
jellemzőket tranzisztoraink számára.
jellemzőket tranzisztoraink számára.
09:25
But the ability
to self-assemble these structures
to self-assemble these structures
159
553611
4049
De az önszerveződő alakzatok
létrehozásának képessége
létrehozásának képessége
09:29
only takes us half of the way,
160
557684
2437
csak félútig visz el bennünket,
09:32
because we still need
to position these structures
to position these structures
161
560145
2809
mivel még el kell helyezni őket
az integrált áramkörben oda,
az integrált áramkörben oda,
09:34
where we want the transistors
in the integrated circuit.
in the integrated circuit.
162
562978
3550
ahová tranzisztorokat kívánunk elhelyezni.
09:39
But we can do this relatively easily
163
567246
2738
Ám ezt viszonylag könnyen el tudjuk érni.
09:42
using wide guide structures that pin down
the self-assembled structures,
the self-assembled structures,
164
570008
6977
Széles vezetőelemekkel rögzítjük
az önszerveződő alakzatokat
az önszerveződő alakzatokat
09:49
anchoring them in place
165
577009
1921
a kívánt helyre,
09:50
and forcing the rest
of the self-assembled structures
of the self-assembled structures
166
578954
2847
fennmaradó részüket pedig
09:53
to lie parallel,
167
581825
1350
párhuzamos helyzetekbe kényszerítjük,
09:55
aligned with our guide structure.
168
583199
2400
a vezetőelemekhez igazítva.
09:58
For example, if we want to make
a fine, 40-nanometer line,
a fine, 40-nanometer line,
169
586510
4639
Például, ha egy vékony,
40 nanométeres sort akarunk,
40 nanométeres sort akarunk,
10:03
which is very difficult to manufacture
with conventional projection technology,
with conventional projection technology,
170
591173
4138
amelyet elég nehéz legyártani
a hagyományos vetítési technológiával,
a hagyományos vetítési technológiával,
10:08
we can manufacture
a 120-nanometer guide structure
a 120-nanometer guide structure
171
596274
4785
a normál vetítési technológiával
10:13
with normal projection technology,
172
601083
2504
legyárthatunk egy 120 nanométeres
vezetőstruktúrát,
vezetőstruktúrát,
10:15
and this structure will align three
of the 40-nanometer lines in between.
of the 40-nanometer lines in between.
173
603611
6591
ami három 40 nanométeres
sort fog létrehozni a vezetősávok között.
sort fog létrehozni a vezetősávok között.
10:22
So the materials are doing
the most difficult fine patterning.
the most difficult fine patterning.
174
610226
4769
Így az anyagok végzik
a legnehezebb finom-mintázást.
a legnehezebb finom-mintázást.
10:27
And we call this whole approach
"directed self-assembly."
"directed self-assembly."
175
615790
3907
Ezt a megközelítést nevezzük
"irányított önszerveződésnek".
"irányított önszerveződésnek".
10:33
The challenge with directed self-assembly
176
621586
2754
A kihívás benne, hogy az egész rendszernek
10:36
is that the whole system
needs to align almost perfectly,
needs to align almost perfectly,
177
624364
4476
majdnem tökéletesen kell igazodnia,
10:40
because any tiny defect in the structure
could cause a transistor failure.
could cause a transistor failure.
178
628864
5281
mivel egy apró hiba is
tranzisztor-meghibásodást okozhat.
tranzisztor-meghibásodást okozhat.
10:46
And because there are billions
of transistors in our circuit,
of transistors in our circuit,
179
634169
2969
Mivel áramkörünkben
tranzisztorok milliárdjai találhatók,
tranzisztorok milliárdjai találhatók,
10:49
we need an almost
molecularly perfect system.
molecularly perfect system.
180
637162
3228
molekulárisan majdnem tökéletes
rendszerre van szükségünk.
rendszerre van szükségünk.
10:52
But we're going to extraordinary measures
181
640977
2005
Rendkívüli intézkedéseket fogunk tenni,
10:55
to achieve this,
182
643006
1167
hogy ezt elérjük,
10:56
from the cleanliness of our chemistry
183
644197
2992
a kémiai tisztaságtól
10:59
to the careful processing
of these materials
of these materials
184
647213
2326
az anyagok gondos előállításáig
11:01
in the semiconductor factory
185
649563
1571
a félvezetőgyárban,
11:03
to remove even the smallest
nanoscopic defects.
nanoscopic defects.
186
651158
4572
hogy eltávolítsuk még a legkisebb
nanoméretű hibát is.
nanoméretű hibát is.
11:09
So directed self-assembly
is an exciting new disruptive technology,
is an exciting new disruptive technology,
187
657311
5190
Az irányított "önszerelés" tehát
izgalmas, új szemléletű technológia,
izgalmas, új szemléletű technológia,
11:14
but it is still in the development stage.
188
662525
2569
ám egyelőre még
fejlesztési stádiumban van.
fejlesztési stádiumban van.
11:17
But we're growing in confidence
that we could, in fact, introduce it
that we could, in fact, introduce it
189
665680
3861
De egyre erősebb a meggyőződésünk,
hogy forradalmian új gyártási folyamatként
11:21
to the semiconductor industry
190
669565
1687
11:23
as a revolutionary new
manufacturing process
manufacturing process
191
671276
2957
mutatjuk majd be a félvezetőiparnak
11:26
in just the next few years.
192
674257
2067
néhány év múlva.
11:29
And if we can do this,
if we're successful,
if we're successful,
193
677014
3034
Ha ezt elérjük, ha sikerül,
11:32
we'll be able to continue
194
680072
1531
képesek leszünk folytatni
11:33
with the cost-effective
miniaturization of transistors,
miniaturization of transistors,
195
681627
3258
a tranzisztorok költséghatékony
miniatürizálását,
miniatürizálását,
11:36
continue with the spectacular
expansion of computing
expansion of computing
196
684909
3753
továbbfejleszteni a számítástechnikát,
így új lendületet adni
a digitális forradalomnak.
a digitális forradalomnak.
11:40
and the digital revolution.
197
688686
1882
11:42
And what's more, this could even
be the dawn of a new era
be the dawn of a new era
198
690592
3545
És mi több, ez egy új kor
hajnalát jelentheti
hajnalát jelentheti
11:46
of molecular manufacturing.
199
694161
2231
a molekuláris tervezésben.
11:48
How cool is that?
200
696416
1531
Ugye milyen remek?
11:50
Thank you.
201
698519
1158
Köszönöm.
11:51
(Applause)
202
699701
4209
(Taps)
ABOUT THE SPEAKER
Karl Skjonnemand - Technology developerAs a passionate technology leader, Karl Skjonnemand has a hunger for solutions to advanced technology problems.
Why you should listen
Karl Skjonnemand has launched several new products and built new business in different industries with novel materials. He currently leads a diverse group of R&D teams working on innovative materials for semiconductor applications.
Skjonnemand grew up overseas then returned home to the UK where he studied physics followed by a PhD in molecular electronics. Since 1999, he's worked in industrial research and development in Taiwan, Japan, USA and the UK. He's a strong believer that thought diversity within R&D creates a powerhouse for innovation.
Karl Skjonnemand | Speaker | TED.com