عرضت شركة IBM مفهوم ترانزستور صفائح النانو في اجتماع IEEE الدولي للأجهزة الإلكترونية (IEDM) لعام 2023 والذي يعمل على تحسين الأداء بنسبة 100% تقريبًا عند نقطة غليان النيتروجين البالغة 77 كلفن (-196 درجة مئوية). وبالنظر إلى أن التصنيع والنقل الآمن والتخزين واستخدام النيتروجين السائل قد تم تصنيعه نسبيًا وواسع النطاق، فإن إنجاز البحث والتطوير هذا قد يفتح أبوابًا لأنواع جديدة من الرقائق التي يمكنها تحقيق أعلى أداء في ظل ظروف تبريد النيتروجين السائل.
يمكن لجيل جديد من مسرعات الحوسبة عالية الأداء ذات الذكاء الاصطناعي مضاعفة الأداء على الفور في بيئة النيتروجين السائل ببساطة عن طريق تطوير حل تبريد جديد لمراكز البيانات.
تعد ترانزستورات النانو هي الخطوة التالية في تطور ترانزستورات تأثير المجال الزعنفي (FinFETs)، والتي كانت تقود تطوير مسبك أشباه الموصلات منذ 16 نانومتر والتي يمكن الوصول إلى حدودها التكنولوجية عند 3 نانومتر. ومن المتوقع أن تظهر أوراق النانو لأول مرة على عقد 2 نانومتر مثل TSMC N2 وIntel 20A.
عند درجة حرارة تشغيل تبلغ 77 ألفًا، يُقال إن أجهزة صفائح النانو من IBM تضاعف أداءها تقريبًا بسبب التشتت الأقل لحاملات الشحن، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة. يؤدي تقليل التشتت إلى تقليل المقاومة في السلك، مما يسمح للإلكترونات بالتحرك عبر الجهاز بشكل أسرع. مع تقليل استهلاك الطاقة، يمكن للجهاز تشغيل تيار أكبر عند جهد معين. يعمل التبريد أيضًا على تحسين حساسية الجهاز بين وضعي التشغيل والإيقاف، لذلك يلزم طاقة أقل للتبديل بين الحالتين، مما يقلل الطاقة. انخفاض استهلاك الطاقة يعني إمكانية تقليل عرض الترانزستور، وبالتالي زيادة كثافة الترانزستور أو تقليص حجم الشريحة.
حاليًا، تتصارع شركة IBM مع المشكلة التقنية المتمثلة في جهد عتبة الترانزستور، وهو الجهد المطلوب لتشكيل مسار موصل بين المصدر والمصرف.