Süperiletken Entegre Devreler için Çok Modüllü Ana Yonga (m3ı) Bileşenleri Geliştirilmesi

Abstract

Sürekli artan işlem gücü ihtiyacı dolayısıyla yarıiletken endüstrisi bir taraftan daha hızlı ve verimli işlemciler geliştirmeye devam ederken, diğer alternatif teknolojiler de gelişmelerini sürdürmektedir. Süperiletken tabanlı hızlı tek akı kuantum tabanlı devreler de bunlardan birisidir. Mevcut durumda, tasarım araçları ve standart süreçlerle üretim teknolojileri süperiletken işlemcilerin geliştirilmesi için yeterli seviyelere ulaşmış durumdadır. Fakat, henüz çözülememiş sorunlardan birisi, çok yüksek hızlı ve düşük güç tüketimli, kriyojenik sıcaklılarda çalışabilecek belleklerdir. Bu konu üzerinde VTM, manyetik süperiletkenler, spintronics aygıtlar ve CMOS tabanlı bellekler konular üzerinde halen çalışmalar devam etmektedir. Birkaç yüz kB mertebelerinde bellekler geliştirilmiş olsa da henüz hedeflenen karmaşıklıklardaki işlemcilerin ihtiyaçlarını karşılayacak bellekler gerçekleştirilememiştir. Daha da önemli bir sorunsa, süperiletken devrelerin haberleşmelerini yarıiletken sistemlerle hızlı ve düşük güçlü olarak gerçekleştirebilmektir. Bu konuda da çalışmalar devam etmekte olup, IP block olarak hazır kullanılabilecek bir çözüm henüz gerçekleştirilmemiştir. Bu proje kapsamında, dış dünya ile haberleşmesi henüz karmaşık ekipmanlar ile yapılabilen tek akı kuantumu tabanlı sayısal devreler için bir ASIC tasarımı gerçekleştirerek ?System-on-chip? çözüm sunabilecek bir ana yonga tasarımı geliştirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca, süperiletken süperbilgisayar geliştirme konusunda en önemli darboğazlardan birisi olan bellek sorununa alternatif bir çözüm sunmak da projenin hedeflenen çıktılarından birisidir. Özellikle kriyojenik sıcaklıklarda çalışabilirliğ biliken uygun yarıiletken üretim teknolojilerinden birisinin SiGe teknolojisi olduğu değerlendirilmiş olup tasarımlar bu teknoloji ile gerçekleştirilmiştir.