Закон Мура, утверждающий, что каждые два года число транзисторов в микросхемах одного типа удваивается, был сформулирован Гордоном Муром в 1965 году. С тех пор этот закон неоднократно ставился под сомнение, а в последнее время, из-за неумолимого приближения к нанометровым размерам, сомнения в справедливости закона Мура высказываются все чаще. Но есть и другие соображения и подходы, которые не только позволяют продлевать жизнь закону Мура, но и, возможно, позволят даже ускорить увеличение числа транзисторов на чипе. Речь идет о туннельных диодах, изобретенных в 1950-х годах, но редко используемых в последнее время из-за сложностей в интеграции.

Туннельные диоды используют квантовый эффект туннелирования под потенциальным барьером и, в частности, используются в электрических автогенераторах. До сих пор считалось, что туннельные диоды сложны в изготовлении и поэтому их практически не интегрировали в микросхемы. Однако если исследователям университета Огайо удастся создать технологию, совместимую с современными КМОП-процессами (CMOS), то туннельные диоды смогут заменить дорогостоящие высокочастотные узлы на основе арсенид-галлия, превращая гетерогенный полупроводниковый чип в гомогенный.

Использование туннельных диодов, а точнее, нелинейности их вольт-амперной характеристики, позволит создавать логические элементы, содержащие меньшее число транзисторов, следовательно, занимающие меньше места. В принципе, исследователи уже научились интегрировать туннельные диоды в полупроводниковые чипы, используя технологию низкотемпературного эпитаксиального роста в потоке молекул (совместная работа Университетов Огайо Ohio State и Калифорнии в Риверсайд University of California-Riverside, а также Военно-Морской Научно-исследовательской Лаборатории Naval Research Laboratory). Прототипы интегральных туннельных диодов обеспечивают ток, втрое больший аналогичных обычных диодов, отношение величины пикового тока к стационарному более 2 и скорость изменения потенциала около 34 мВ/пкс (милливольт на пикосекунду).

Как уже упоминалось выше, туннельные диоды в виде дискретных элементов были изобретены и изучены в 1950-1960 годах. Эффект туннелирования проявлялся и использовался на одном уровне потенциального барьера, создаваемой разностью потенциалов в области контакта двух (как правило, редких) полупроводников. Как это ни парадоксально, но несмотря на то, что Лео Есаки (Leo Esaki) продемонстрировал возможность одновременного туннелирования на разных уровнях и создал первый диод методом эпитаксиального роста, за что и получил в 1973 году Нобелевскую премию, но до сегодняшнего дня эти диоды так и не нашли применения в интегральных микросхемах, а туннельные диода создавались на базе арсенида галлия/арсенида галлий-алюминия. Туннельные диоды могли бы заменить шеститранзисторную ячейку SRAM на ячейку, содержащую один-два управляющих транзистора и туннельный диод.