آیا چیپست گرافنی می‌تواند دنیای گوشی‌های هوشمند را متحول کند؟

گروه IT: بر اساس قانون مور، نظریه‌ای که توسط گوردون مور، هم‌بنیان‌گذار شرکت اینتل، در اواسط دهه ۶۰ میلادی مطرح شد و در دهه ۷۰ بازنگری شد، اساسا تراکم ترانزیستور (تعداد ترانزیستورهایی که در یک میلی‌متر مربع جای می‌گیرند) هر یک سال در میان باید دو برابر شوند.

 

به گزارش بولتن نیوز به نقل از دیجیکالا مگ، در چند سال گذشته، تولید کنندگان چیپست‌ها میزان افزایش ترانزیستورها در این مدت دو ساله را به کمتر از ۱۰۰ درصد رسانده‌اند؛ با این وجود، محصولات نهایی عملکرد شگفت انگیزی داشته‌اند.

چیپ A14 Bionic اپل که با معماری ۵ نانومتری ساخته شده یکی از نمونه‌های موفقی است که گفته می‌شود تراکم ترانزیستور آن ۱۳۴ میلیون در میلی‌‌متر است. میزان تراکم ترانزیستور A13 Bionic با معماری ۷ نانومتری تقریبا ۹۰ میلیون بود که این یعنی تراکم در نسل جدید تنها ۴۹ درصد افزایش داشته است، اما تفاوت عملکرد آن‌ها شگفت انگیز است.

میکروچیپ‌های گرافنی می‌توانند سرعت و کارایی بیشتری برای گوشی‌های هوشمند به ارمغان بیاورند.

با توجه به محدودیت زمانی اعلام شده در قانون مور، کمپانی‌های TSMC و سامسونگ به عنوان دو تولید کننده بزرگ چیپست در جهان اگر بخواهند به این قانون وفادار بمانند، باید ریسک تاخیر در تولید چیپ‌های ۳ نانومتری خود را بپذیرند و تولید انبوه این نسل را به نیمه دوم سال ۲۰۲۲ موکول کنند.

انتظار می‌رود چیپ‌های ۳ نانومتری TSMC نسبت به تراشه‌‌های ۵ نانومتری‌اش در بخش عملکرد حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد و در بخش مصرف انرژی حدود ۲۵ تا ۳۵ درصد بهینه‌تر عمل کنند.

با این تفاسیر، ممکن است شما هم نگران شده باشید که در آینده چیپست‌های جدید عملا چیز چشمگیری برای عرضه در گوشی‌های هوشمند نخواهند داشت. اما با توجه به گزارشی که ZDNet از جدیدترین تحقیقات دانشگاه ساسکس بریتانیا منتشر کرده است، محققان راهی کشف کرده‌اند که می‌توان به کمک آن، ویژگی‌های ترانزیستورها را به نانو مواد اضافه کرد. نانو مواد نوعی از ماده است که اندازه واحد آن بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است.


محققان این دانشگاه در تحقیقات خود از گرافن کمک گرفته‌اند، ماده‌ای که با عنوان «لایه‌ای نازک به ضخامت یک اتم از اتم‌های کربن با آرایش شش گوشه» شناخته می‌شود. با تا کردن یک لایه از گرافن (مشابه تا کردن کاغذ) این ماده ویژگی‌هایی به دست می‌آورد که به برخی از اجزا الکتریکی به کار رفته در چیپ‌ها شباهت دارد.

این کشف می‌تواند در تولید میکروچیپ‌های ریزی که به افزایش سرعت و بهینه‌سازی مصرف انرژی گوشی‌های هوشمند کمک می‌کنند، نقش مهمی ایفا کند. همچنین، ابعاد این میکروچیپ‌های گرافنی به‌قدری کوچک است که فضای داخلی بیشتری برای قرار دادن سایر قطعات درون دستگاه ایجاد خواهد شد.

از بین نانو مواد موجود، گرافن به دلیل خاصیت رسانایی خود به انتخاب محققان تبدیل شده است. بد نیست بدانید که بسیاری از پاوربانک‌های امروزی نیز از باتری‌های گرافن-کامپوزیت استفاده می‌کنند تا زمان شارژ را کاهش دهند.

به لطف استفاده از گرافن، می‌توان باتری‌های لیتیوم-یونی فعلی را تا ۵ برابر سریع‌تر شارژ کرد. برای درک بهتر، این مثال را در نظر بگیرید که اگر شارژ کامل باتری دستگاه شما یک ساعت طول می‌کشد، استفاده از گرافن این زمان را به ۱۲ دقیقه تقلیل می‌دهد.

از جمله مزیت‌های دیگر گرافن این است که ۲۰۰ برابر از استیل مقاوم‌تر و در عین حال ۶ برابر از آن سبک‌تر است. سامسونگ یکی از اولین شرکت‌هایی است که نوآوری‌های خود در به کار گیری گرافن را در آمریکا و کره جنوبی به ثبت رسانده است.

علاوه بر تولید چیپست گرافنی، می‌توان از این ماده در تولید سایر اجزای به کار رفته در گوشی‌های هوشمند نیز استفاده کرد که در نهایت منجر به کاهش وزن دستگاه خواهد شد.

چندین سال قبل، یک کمپانی تحقیقاتی کره‌ای موفق شده بود تا با استفاده از گرافن یک نمایشگر OLED تولید کند و ماه گذشته کمپانی دیگری به نام Appear Inc اعلام کرد که یک گوشی ۵G با باتری گرافنی تولید خواهد کرد که اولین گوشی با این ویژگی است و سبک‌ترین گوشی ۵G نیز لقب گرفته.

این محصول که انتظار می‌رود تا ماه آینده معرفی شود، توسط فاکس‌کان تولید خواهد شد و پیش‌بینی شده یک میلیون دستگاه از آن در ۶ ماه به فروش برسد. اما به جز این مشخصات، گوشی مورد بحث به یک فناوری جدید برای مقاومت در برابر آب نیز مجهز شده است که در حال حاضر اطلاعات چندانی از آن در دسترس نیست.


این کمپانی پیش از این هم پاور بانکی با نام Graphene Super 20 Power Bank را راهی بازار کرده است که با بهره‌گیری از فناوری شارژ سریع باتری اختصاصی خودش می‌تواند تنها در ۲۰ دقیقه کامل شارژ شود. Appear Inc به‌زودی تکنولوژی باتری گرافنی خود را در گوشی هوشمندش نیز استفاده خواهد کرد.

الن دالتون، استاد دانشکده علوم ریاضی و فیزیک دانشگاه ساسکس درباره به کار گیری گرافن گفته است:

ما با استفاده از ماشین در یک لایه گرافن تاخوردگی ایجاد می‌کنیم. این کار شبیه به اوریگامی در ابعاد نانومتری است. این نوع از تکنولوژی (استفاده از نانو مواد به‌جای اجزای الکترونیک) ایجاد فضای بیشتر برای قرار دادن چیپ‌های مختلف درون دستگاه را ممکن می‌کند. هر کاری که می‌خواهیم با رایانه‌ها انجام دهیم تا سرعت آن‌ها را افزایش دهیم، به‌وسیله گرافن تاخورده ممکن است.