211service.com
Intel gaat driedimensionale transistoren maken
Intel heeft het ontwerp van zijn volgende generatie chips laten zien. Het nieuwe transistorontwerp, dat een driedimensionale poort gebruikt in plaats van een platte, zal het komende jaar in productie gaan in de fabrieken van het bedrijf. Het bedrijf zegt dat de driedimensionale structuur het bedrijf in staat zal stellen de dichtheid van zijn chips te verdubbelen, terwijl het ook prestatieverbeteringen en een lager stroomverbruik oplevert. Het ontwerp wordt eerst uitgerold in de Core-processorchips van het bedrijf, die worden gebruikt voor desktops. Daarna zullen ze worden geïntegreerd in Intel's mobiele en handheld chiplijn, genaamd Atom.
Intel zegt dat de fabricage van de chip de eerste grootschalige productie van driedimensionale transistors zal zijn. De nieuwe chips zijn 37 procent sneller dan de huidige van het bedrijf bij lage spanningen om het stroomverbruik laag te houden. En ze hebben de helft van het vermogen nodig om te presteren bij een bepaalde schakelsnelheid. Stroomverbruik is belangrijk bij draagbare apparaten omdat het bepaalt hoe lang de batterij meegaat. Het is ook cruciaal in de energieverslindende serverfarms waaruit de cloud bestaat.
De beste chips die momenteel op de markt zijn, gebruiken vlakke transistors van 32 nanometer groot. De volgende generatie zal gebruik maken van transistors van 22 nanometer. Om meer verwerkingskracht in dat kleinere formaat te stoppen zonder de stroomvereisten door het dak te sturen, moest het bedrijf overstappen op een nieuw ontwerp. De moeilijkheid bij het schalen van het vlakke apparaat werd extreem, zegt William Holt , algemeen directeur van Intel's technologie- en productiegroep. De chips van 22 nanometer van het bedrijf zullen volledig uit driedimensionale transistors bestaan.
Naarmate ze kleiner en kleiner worden, zijn conventionele transistoren onderhevig aan een probleem dat lekkage wordt genoemd. Dit betekent dat wanneer de transistor in de uit-stand staat, er nog een kleine hoeveelheid stroom doorstroomt. Dit leidt tot fouten en kost energie. Intel zegt dat het driedimensionale ontwerp minder onderhevig is aan dit probleem.
Conventionele transistors gebruiken een metalen elektrode, de poort genaamd, om de stroom van elektronen door een vlak kanaal in het siliciumsubstraat te regelen. Wanneer de stroom die door de poort wordt aangelegd hoog genoeg is, stromen elektronen door het kanaal tussen de source- en drain-elektroden. Het driedimensionale ontwerp van Intel heeft dezelfde basiselementen. Maar in plaats van plat te zijn, is het kanaal een verhoogde vin van silicium, aan drie zijden omgeven door de poort. Dit zorgt voor een meer intieme verbinding tussen de poort en het kanaal, wat op zijn beurt een betere controle mogelijk maakt, waardoor lekkage aanzienlijk wordt verminderd. Door één set elektroden aan te sluiten op meerdere vinnen in een enkele transistor, kan het bedrijf transistors maken die werken met een grotere stuurstroom - een pluspunt voor een krachtige werking.
Opbouwen: De transistor van 32 nanometer aan de linkerkant wordt tegenwoordig gebruikt in Intel's chips; de nieuwe driedimensionale transistor van 22 nanometer van het bedrijf staat rechts. In de nieuwe transistor kruisen poorten met silicium vinnen die opstaan van het oppervlak van de chip en aan drie zijden interageren met de poort, een ontwerp dat resulteert in minder lekstroom.
Het bedrijf ontwikkelt de tri-gate-transistor sinds 2002. De echte uitdaging was hem klaar te maken voor productie, zegt Mark Bohr, een senior fellow bij Intel. Bohr speculeert dat het bedrijf met deze technologie een voorsprong van drie jaar heeft op andere chipmakers.
Intel zegt dat de productie van de driedimensionale transistors geen nieuwe productietechnologieën vereist. Extra etsstappen zullen leiden tot een kleine verhoging van de productiekosten.
Het bedrijf zegt dat het driedimensionale ontwerp nog verder zal schalen naar de volgende generatie chips, die transistors van 14 nanometer zullen gebruiken. Verder heeft het iets nieuws nodig. We bevinden ons echt in een tijdperk waarin we de transistorafmetingen niet langer kunnen verkleinen en aanzienlijke voordelen kunnen verwachten, zegt Bohr. We moeten continu innoveren en nieuwe structuren en materialen bedenken.