Микроэлектронные устройства, такие как микрочипы в компьютерах и мобильных телефонах, играют ключевую роль в нашей повседневной жизни. Они необходимы для ведения бизнеса, отслеживания распространения болезней, обеспечения электроэнергией домов через электрическую сеть и проведения научных исследований по борьбе с такими серьезными проблемами, как климатический кризис.
Основой любого микроэлектронного устройства является транзистор, созданный в 1940-х годах. Транзисторы способны мгновенно включать и выключать электрический ток, что позволяет использовать единицы и нули для указания компьютеру, что делать.
Благодаря уменьшению размера транзисторов и другим технологическим улучшениям, компьютеры, которые раньше занимали целые помещения, теперь помещаются в ноутбуках или даже в умных часах. Это также сопровождалось резким снижением стоимости вычислительных устройств.
Однако во всех секторах экономики возникает острая потребность в радикально новых формах микроэлектроники, которые способны обрабатывать и анализировать огромные объемы данных еще быстрее, чем раньше. Однако на сегодняшний день не существует науки и технологий, которые позволили бы создать такую новую микроэлектронику. Одной из проблем является то, что размер транзисторов в современных суперкомпьютерах приближается к размеру атома. Исследователям придется искать альтернативные пути миниатюризации и разрабатывать решения, выходящие за рамки существующих типов компьютерной архитектуры.
Кроме того, помимо более быстрой обработки данных, ученым нужно решить две основные проблемы. Во-первых, микроэлектроника потребляет примерно 10% мировой электроэнергии, и это число продолжает расти. Во-вторых, для создания современной микроэлектроники требуется множество различных материалов, и нехватка некоторых из них может привести к проблемам в цепочках поставок, что нанесет ущерб экономике.
Микроэлектроника играет решающую роль в наших жизнях, и поиск новых технологий и материалов является важной задачей для прогресса науки и технологии в 21 веке.
