A kutatók nem csupán a szilícium alternatíváit keresik.

A szilíciumot tartják a legfontosabb anyagnak a félvezetők gyártásában, azonban egyre inkább eléri használhatóságának határait. Az iparági szakértők attól tartanak, hogy a szilícium hamarosan már nem lesz megfelelő az igényeknek, ezért intenzív kutatások folynak a nanoméretű alternatív anyagokkal kapcsolatban. Az ipar nem csak egyre kisebb tranzisztorok előállítására törekszik a félvezetők felhasználásával, de az új anyagok fejlettebb és innovatívabb alkalmazásokat is lehetővé tehetnek. "Az egyre kisebb és gyorsabb integrált áramkörök iránti igény az anyag hatékonyságának határára szorította" - magyarázza Lado Filipovic, a Bécsi Műszaki Egyetem munkatársa, aki a Christian Doppler Laboratóriumban a félvezetőiparban használt új anyagok tulajdonságainak értékelésére szolgáló megközelítésekkel foglalkozik. Mivel a kísérletezés drága és időigényes, Lado Filipovic és a Silvaco szoftvercég egy számítási megközelítésen dolgozik. (A Silvaco a világ egyik vezető tervezőszoftver-szolgáltatója.)

"Az energiahatékony, nagy teljesítményű eszközök és érzékelők számára jobban megfelelnek a széles sávszélességű félvezetők, például a szilíciumkarbid (SiC) és a galliumnitrid (GaN). A kialakulóban lévő memóriakoncepciók új anyagok, például hafnium-oxid (HfOx) vagy magnézium-oxid (MgO) használatán alapulnak. A grafén felfedezése óta számos új 2D anyagot is vizsgálnak számos alkalmazásban, többek között digitális tranzisztorok és érzékelők számára. Szinte az összes elektronikai iparág jövője - beleértve a kijelzőtechnológiákat, az optoelektronikát és az érzékelőket - nagy valószínűséggel az új anyagok további megértésén és azon alapul majd, hogy hogyan lehet őket integrálni a meglévő mikroelektronikai gyártási folyamatokba" - emelte ki Filipovic.

Az anyagtulajdonságok szimulálásának és megfelelő leképezésének ötlete nem új. A félvezetőiparban a technológiai számítógépes tervezés (TCAD) azonban többnyire a szilíciummal végzett kísérletekből és mérésekből származó adatokon alapul, ezért a modellezés nem alkalmas új anyagok tulajdonságainak előrejelzésére. Amennyiben valaki most új - és mindenekelőtt alkalmasabb - anyagokat akar találni, akkor a klasszikus utat kell válassza, ami sok időt és pénzt igényel a mérésekre és kísérletekre. Az új, többlépcsős megközelítéssel, amelyet Lado Filipovic és csapata követ, alternatívát teremtenek új típusú anyagok értékelésére. A folyamattechnika területén azonban az ehhez hasonló megközelítések még gyerekcipőben járnak.