IBM:n käsitteellinen nanolevytransistori on osoittanut lähes kaksinkertaisen suorituskyvyn lisääntyneen typen kiehumislämpötilassa. Tämän saavutuksen odotetaan johtavan useisiin teknologisiin edistysaskeliin, ja se voi tasoittaa tietä nanolevytransistoreiden korvaamiselle FinFET-transistoreilla. Vielä jännittävämpää on, että se voi johtaa tehokkaamman siruluokan kehittämiseen.
Nestemäistä typpeä käytetään laajasti puolijohteiden valmistusprosessissa lämmön poistamiseen ja inertin ympäristön luomiseen kriittisille prosessialueille. Kuitenkin kun se saavuttaa kiehumispisteensä, joka on 77 Kelvin tai -196 °C, sitä ei voi enää käyttää tietyillä alueilla, koska nykyisen sukupolven nanolevytransistoreja ei ole suunniteltu kestämään tällaisia lämpötiloja.
Tämä rajoitus on valitettava, koska teoriassa oletettiin, että sirut voisivat parantaa suorituskykyään tällaisessa ympäristössä. Nyt tämä mahdollisuus voidaan toteuttaa, mistä on osoituksena IBM:n käsitteellinen nanolevytransistori, joka esiteltiin vuoden 2023 IEEE International Electronic Devices Meetingissa tässä kuussa San Franciscossa.
Konseptitransistori osoitti lähes kaksinkertaisen suorituskyvyn typen kiehumispisteessä verrattuna huoneenlämpötilaan 300 K. Tämä suorituskyvyn kasvu johtuu pienemmästä kantoaallonsironnasta, mikä johtaa pienempään virrankulutukseen. Virrankulutuksen vähentäminen voi auttaa pienentämään sirun kokoa vähentämällä transistorin leveyttä. Itse asiassa tämä kehitys voisi mahdollisesti johtaa uuteen korkean suorituskyvyn IC-luokkaan, joka on suunniteltu nestemäisellä typellä jäähdytyksellä ilman ylikuumenemista IC:tä.
IBM:n nanokerrostransistoreiden konseptilla saattaa myös olla rooli FinFETien odotettavissa korvaamisessa nanokerrostransistoreilla, koska jälkimmäiset vastaavat todennäköisesti paremmin 3nm:n sirujen teknisiä tarpeita. Nanokerrostransistoreiden etuja FinFETeihin verrattuna ovat yleensä pienempi koko, suuri ohjausvirta, pienempi vaihtelevuus ja koko kehän porttirakenne. Suuri ohjausvirta saavutetaan pinoamalla nanoarkkeja. Tavallisessa logiikkasolussa nanoarkkien muodossa olevat johtokanavat pinotaan alueelle, jonne mahtuu vain yksi FINFET-rakenne.
Voimme odottaa nanoarkkitransistoreiden tekevän alan debyyttinsä 2nm-luokan solmuilla, kuten TSMC N2 ja Intel 20A. Niitä käytetään myös IBM:n ensimmäisessä 2 nanometrin prototyyppiprosessorissa.
On selvää, että sirujen valmistustekniikassa pienempi on aina parempi, ja tässäkin nanokerrostransistorit vievät alaa eteenpäin.
Nanosysteemiarkkitehtuuri mahdollistaa sen, että IBM voi sijoittaa 50 miljardia transistoria noin kynnen kokoiseen tilaan, kertoo IBM:n vanhempi tutkija Ruqiang Bao. Lyhyesti sanottuna nanosheet-teknologia tulee olemaan olennainen osa logiikkalaitteiden skaalausta, kuten IEEE korostaa.
Lue myös: