211service.com
Intel wyprodukuje trójwymiarowe tranzystory
Intel zaprezentował projekt swojej nowej generacji chipów. Nowy projekt tranzystora, który wykorzystuje bramkę trójwymiarową, a nie płaską, wejdzie do produkcji w fabrykach firmy w ciągu przyszłego roku. Firma twierdzi, że trójwymiarowa struktura pozwoli firmie podwoić gęstość jej chipów, zapewniając jednocześnie wzrost wydajności i niższe zużycie energii. Projekt zostanie najpierw wdrożony w układach procesorów Core firmy, używanych w komputerach stacjonarnych. Następnie zostaną zintegrowane z mobilną i podręczną linią Intela o nazwie Atom.
Intel twierdzi, że produkcja chipa będzie pierwszą seryjną produkcją trójwymiarowych tranzystorów. Nowe chipy są o 37 procent szybsze niż obecne firmy podczas pracy przy niskim napięciu, aby utrzymać niskie zużycie energii. I wymagają połowy mocy, aby działać przy danej prędkości przełączania. Zużycie energii jest ważne w urządzeniach przenośnych, ponieważ decyduje o tym, jak długo działa bateria. Ma to również kluczowe znaczenie w energochłonnych farmach serwerów, które tworzą chmurę.
Najlepsze układy na rynku wykorzystują obecnie tranzystory planarne o wielkości 32 nanometrów. Następna generacja będzie wykorzystywała 22-nanometrowe tranzystory. Aby spakować większą moc obliczeniową do tego mniejszego rozmiaru bez wysyłania zapotrzebowania na energię przez dach, firma musiała przejść na nowy projekt. Mówi się, że trudność w skalowaniu urządzenia planarnego stawała się ekstremalna William Holt , dyrektor generalny działu technologii i produkcji Intela. 22-nanometrowe chipy firmy będą w całości wykonane z trójwymiarowych tranzystorów.
W miarę jak stają się coraz mniejsze, konwencjonalne tranzystory podlegają problemowi zwanemu wyciekiem. Oznacza to, że gdy tranzystor jest wyłączony, nadal przepływa przez niego niewielka ilość prądu. Prowadzi to do błędów i wyczerpuje energię. Intel twierdzi, że trójwymiarowa konstrukcja jest mniej podatna na ten problem.
Konwencjonalne tranzystory wykorzystują metalową elektrodę, zwaną bramką, do kontrolowania przepływu elektronów przez płaski kanał w podłożu krzemowym. Gdy prąd dostarczany przez bramkę jest wystarczająco wysoki, elektrony przepływają przez kanał między elektrodą źródłową a elektrodą drenu. Trójwymiarowy projekt Intela zawiera te same podstawowe elementy. Ale zamiast być płaski, kanał jest uniesionym żebrem z krzemu otoczonym z trzech stron przez bramkę. Pozwala to na bardziej intymne połączenie między bramką a kanałem, a to z kolei umożliwia lepszą kontrolę, znacznie zmniejszając przecieki. Łącząc jeden zestaw elektrod z wieloma żebrami w jednym tranzystorze, firma może wytwarzać tranzystory, które działają z większym prądem napędowym, co jest plusem dla wysokiej wydajności pracy.
Budowanie: 32-nanometrowy tranzystor po lewej stronie jest obecnie używany w układach Intela; nowy trójwymiarowy 22-nanometrowy tranzystor firmy jest po prawej stronie. W nowym tranzystorze bramki przecinają się z krzemowymi żebrami, które wystają z powierzchni chipa i oddziałują z bramką z trzech stron, co skutkuje mniejszym upływem prądu.
Firma rozwija tranzystory z trzema bramkami od 2002 roku. Prawdziwym wyzwaniem było przygotowanie go do produkcji, mówi Mark Bohr, starszy pracownik Intela. Bohr spekuluje, że dzięki tej technologii firma ma trzyletnią przewagę nad innymi producentami chipów.
Intel twierdzi, że produkcja trójwymiarowych tranzystorów nie będzie wymagała żadnych nowych technologii produkcyjnych. Dodatkowe etapy trawienia spowodują niewielki wzrost kosztów produkcji.
Firma twierdzi, że trójwymiarowy projekt będzie jeszcze bardziej skalowany do następnej generacji chipów, które będą wykorzystywać 14-nanometrowe tranzystory. Poza tym będzie potrzebował czegoś nowego. Jesteśmy naprawdę w erze, w której nie możemy już zmniejszać rozmiarów tranzystorów i oczekiwać znaczących korzyści, mówi Bohr. Musimy nieustannie wprowadzać innowacje i wymyślać nowe struktury i materiały.