Intel je preoblikoval tranzistor, tokrat v 3D

Tridimenzionalni tranzistorji, uporabljeni za izdelavo 22-nanometrskih pasovnih širin, zagotavljajo izjemno kombinacijo zmanjšane porabe energije in povečane moči.

Intel je danes napovedal velik preboj v razvoju tranzistorjev, ki so gradniki sodobne mikroelektronike. Od izuma tranzistorjev na osnovi silicija pred 50 leti so bili prvi komercialno izdelani tranzistorji s tridimenzionalno strukturo. Intel bo prvi v svoji 22-nanometrski polprevodniški tehnologiji uporabil tako imenovane Tri-Gate ali tri-gate tranzistorje za proizvodnjo procesorjev s kodnim imenom Ivy Bridge. Tridimenzionalni tranzistorji s tremi vrati predstavljajo temeljni premik od dvodimenzionalnih ravninskih tranzistorjev, na katerih so bili zgrajeni vsi dosedanji mikroelektronski čipi.
"Intelovi znanstveniki in inženirji so znova izumili tranzistor, tokrat pa so izkoristili tretjo dimenzijo," je dejal Paul Otellini, predsednik in izvršni direktor Intela. Znanstveniki so že dolgo prepoznali prednosti 3D-strukture pri ohranjanju tempa, ki ga narekuje Moorejev zakon, tudi potem, ko je miniaturizacija otežena zaradi omejitev atomske ravni fizičnega sveta. Intel je svojo raziskavo o tranzistorjih s tremi vrati prvič objavil leta 2002, točka današnjega preboja pa je, da je Intel inovativno rešitev uporabil za množično proizvodnjo. To je odprlo drugo obdobje pred Moorovim zakonom, ki je omogočilo celo vrsto inovativnih dosežkov. Moorejev zakon je pričakovanje, da se bo število tranzistorjev, integriranih v eno silicijevo ploščo, približno podvojilo zaradi napredka polprevodniške tehnologije. Ta tempo je določil zadnja štiri desetletja industrije polprevodnikov.

Na levi je stara 3D različica, na desni pa nova XNUMXD različica

Zmanjšanje porabe in povečanje učinkovitosti brez primere

3D-tranzistorji Tri-Gate omogočajo, da čipi delujejo pri nižjih napetostnih ravneh, kar lahko drastično poveča moč brez povečanja porabe energije ali doseže določeno raven moči z veliko manjšo porabo energije. To daje inženirjem oblikovanja čipov svobodo pri odločanju, ali si prizadevajo za večjo zmogljivost ali manjšo porabo energije, odvisno od področja. 22-nanometrski tranzistorji s tremi vrati kažejo do 37 odstotkov več energije pri nizkih napetostih kot Intelovi 32-nanometrski ravninski tranzistorji. Zaradi tega velikega napredka je tehnologija idealna za pametne telefone, saj je mogoče doseči ogromen preskok brez povečanja porabe. Nova tehnologija dosega določeno raven zmogljivosti s približno polovico porabe.
"Stopnja povečanja zmogljivosti in zmanjšanja porabe, ki smo jo dosegli z edinstvenimi Intelovimi tri-vratnimi tranzistorji, je neprekosljiva," je povedal Mark Bohr, inženir podjetja Intel. »Ta mejnik je več kot le spoštovanje Moorovega zakona. Prednosti zmanjšane napetosti in porabe daleč presegajo tisto, kar običajno doživljamo na stopnji proizvodnje. Verjamemo, da bo ta preboj še povečal Intelovo prednost pred drugimi igralci v industriji polprevodnikov. "
Zahvaljujoč izjemni ultra tanki ravnini tranzistorja jih je mogoče izjemno tesno povezati, rešiti najbolj pereč problem miniaturizacije, fizične omejitve neprekinjenega krčenja ravnih struktur-dvodimenzionalni tranzistorji postajajo v vseh pogledih tanjši povečati gostoto in moč. Z navpičnim raztezanjem ravnine lahko povečate moč, ne da bi pri tem ogrozili gostoto tranzistorjev.

32 nm (levo) in 22 nm (desno)

Prva predstavitev 22-nanometrskih 3D tranzistorjev na svetu

Tridimenzionalni tranzistorji Tri-Gate bodo predstavljeni z Intelovo naslednjo generacijo 22-nanometrske proizvodne tehnologije, ki jo bo podjetje uvedlo v množično proizvodnjo v drugi polovici leta, prvo na svetu. Da bi dokazal zrelost tehnologije, je Intel danes predstavil tudi vzorce prvega 22-nanometrskega procesorja na svetu z kodnim imenom Ivy Bridge, ki je na voljo v prenosnikih, namiznih računalnikih in strežnikih. Poleg Ivy Bridgea bo družini Intel Atom koristila tudi 22-nanometrska proizvodna tehnologija, ki bo še izboljšala integracijo procesorjev Atom. 22-nanometrski čipi Atom bodo zagotovili višjo zmogljivost in funkcionalnost, hkrati pa bodo ustrezali zahtevam glede moči, stroškov in velikosti mobilnih naprav.