IV. Vận dụng cuộc cách mạng toàn cầu 2020 vào hoàn cảnh thực tiễn: Kinh nghiệm của Trung Quốc
5. Mạch tích hợp
Sự phổ cập đáng kinh ngạc của điện thoại di động và sự tăng trƣởng nhanh chóng của thị trƣờng TTDĐ vài năm gần đây đã thu hút sự chú ý của nhiều công ty hàng đầu trong ngành bán dẫn và mạch tích hợp. Các nhà khoa học và kỹ sƣ đã bắt đầu theo đuổi những phƣơng pháp nâng cao hiệu năng tổng thể của các mạch tích hợp dùng cho thiết bị TTDĐ. Mục tiêu đặt ra là nâng cao năng lực và khả năng tính toán của con chip, đồng thời giảm thiểu năng lƣợng tiêu thụ của chúng.
Lập đối tác với Texas Instruments, các nhà nghiên cứu ở MIT gần đây đã phát triển đƣợc những mạch tích hợp dùng cho TTDĐ với hiệu suất cao gấp 10 lần so với những con chip hiện đƣợc dùng. Do tầm quan trọng của vấn đề tiêu thụ ít điện năng và quản lý năng lƣợng hiệu quả đối với những thiết bị TTDĐ tƣơng lai, những công ty hàng đầu khác, chẳng hạn nhƣ Intel và NXP Semiconductor cũng đang ra sức nghiên cứu để nâng cao hiệu năng mạch tích hợp. Một cách tiếp cận là vận dụng những tiến bộ liên quan đến việc chuyển sang các kỹ thuật xử lý 65 nanomet để giảm các dòng điện dò. Một cách tiếp cận nữa là tìm ra các kiến trúc mới để cải thiện hoạt động ở mức điện năng thấp.
Nhiều nghiên cứu cần thiết trong lĩnh vực này đã đƣợc nêu rõ trong bản “Lộ trình công nghệ quốc tế đối với vật liệu bán dẫn (ITRS)”. Lộ trình này là một tài
nguyên quan trọng cho các ngành và các trƣờng đại học tham gia vào R&D và thiết kế mạch tích hợp trong thập kỷ qua. Nó khai phá những vấn đề và xu hƣớng quan trọng trong công nghệ bán dẫn và nhận dạng những giải pháp tiềm năng để ứng phó với những trở ngại đang nổi lên. Một phần mục tiêu của ITRS là thúc đẩy hợp tác quốc tế giữa những tổ chức liên quan đến ngành bán dẫn, làm sao để "nguồn vốn tài chính cho các công nghệ tiền cạnh tranh đƣợc chia sẻ bình đẳng trong toàn ngành". Từ năm 2003, ITRS đã đƣa vào một chƣơng riêng đề cập đến sự phát triển công nghệ TTDĐ.
Theo ITRS, những xu hƣớng tƣơng lai của TTDĐ đòi hỏi phải dịch chuyển sang các cấu trúc mới để tiếp tục nâng cao mật độ và tính năng của mạch tích hợp. Ví dụ, mạch tích hợp cổng kép (Dual-gate) và mạch silic trên điện môi (Silicon-on- insulator). Nhu cầu gia tăng đối với các bộ khuếch đại công suất dùng cho điện thoại di động là một lĩnh vực quan trọng nữa cần đƣợc nghiên cứu. Những bộ khuếch đại này trong tƣơng lai sẽ phải đáp ứng đặc tính tuyến tính nghiêm ngặt ở những phạm vi ngày càng mở rộng của giao thức truyền thông mà không làm tăng đáng kể về phí tổn.