211service.com
Intel, IBM-revisiemateriaal voor microprocessor van de volgende generatie
Op zaterdag hebben Intel en IBM afzonderlijk een nieuw type transistormateriaal aangekondigd waarvan de bedrijven zeggen dat het zal leiden tot kleinere chips, betere computerprestaties en energiezuinigere computers. Beide chipmakers hebben plannen om het nieuwe materiaal binnen een jaar te integreren in de volgende productielijn van chips, bekend als de 45-nanometer-generatie. Uiteindelijk moet deze vooruitgang computers beter maken in het spelen van videogames, het bewerken van films en het uitvoeren van andere processorintensieve taken.
Een afbeelding van Intel's statische random access memory (SRAM)-chip - met meer dan een miljard transistors - die is opgebouwd uit nieuwe materialen, heeft het bedrijf vandaag aangekondigd. Los daarvan hebben IBM en Intel nieuwe chipmaterialen aangekondigd om de computerprestaties voor microprocessors van de volgende generatie te verbeteren.
Intel, bekend om zijn personal-computerchips, heeft ook aangekondigd dat de nieuwe chips zullen verschijnen in zijn volgende generatie dual-core en quad-core computers en servers, die naar verwachting eind dit jaar in productie zullen gaan. IBM, bekend om zijn servers en krachtige computersystemen, verwacht dat producten met zijn nieuwe chips begin 2008 zullen worden geleverd.
Historisch gezien zijn de prestaties van microprocessors elke twee jaar verdubbeld, volgens een trend die bekend staat als de wet van Moore. De prestaties zijn verbeterd dankzij chipfabricagetechnologie waardoor transistors met elke generatie krimpen, waardoor ofwel meer transistors op een chip kunnen worden gepakt of de chips kleiner kunnen worden gemaakt. Momenteel worden de meeste computer- en servermicroprocessors gemaakt met behulp van wat bekend staat als een 65-nanometerproces. De volgende generatie transistors wordt kleiner gemaakt met behulp van een proces van 45 nanometer. De nieuwe materialen van de bedrijven zullen deze generatie chips echter een prestatieverbetering geven die anders niet mogelijk zou zijn.
Een van de materiële veranderingen zal zijn in een belangrijke transistorcomponent, het gate-diëlektricum. Dit onderdeel helpt bij het regelen van de stroom van elektronen, die de transistor in- of uitschakelen. Decennialang is het poortdiëlektricum gemaakt van een isolerend materiaal dat siliciumdioxide wordt genoemd. Omdat transistors echter zijn gekrompen, moest de laag siliciumdioxide dunner worden. Dit vormt echter een probleem, omdat een dunne laag siliciumdioxide elektrische stroom doorlaat, waardoor overtollige warmte wordt geproduceerd en slechte prestaties van het apparaat optreden.
IBM en Intel ontdekten dat een materiaal met de naam high-k dezelfde voordelen biedt als siliciumdioxide, maar dit kan in een dikkere laag. Het materiaal is gebaseerd op het element hafnium en beide bedrijven beweren dat het de hoeveelheid stroomlekkage aanzienlijk vermindert.
Beide bedrijven moesten niet alleen het poortdiëlektricum vervangen, maar moesten ook nadenken over het soort materiaal dat ze voor de poort zelf moesten gebruiken: de transistorcomponent die uiteindelijk een transistor aan en uit zet. Traditioneel zijn poorten gemaakt van polysilicium, een minder gestructureerde vorm van kristallijn silicium, die in de transistor wordt gebruikt. Maar om de poort compatibel te maken met het nieuwe poortdiëlektricum, hebben Intel en IBM polysilicium vervangen door een metaal waarvan de naam geen van beide bedrijven op dit moment zal onthullen.
Intel zegt dat zijn nieuwe gate-diëlektricum en metalen gate ervoor zorgen dat transistors met 20 procent meer stroom kunnen worden aangestuurd dan voorheen, wat zich vertaalt in een prestatieverbetering van 20 procent, zegt Mark Bohr, senior fellow bij Intel. We denken dat dit een belangrijke doorbraak is die de wet van Moore echt zal uitbreiden.
Bohr wijst erop dat diëlektrisch onderzoek met hoge k-poorten en metaalpoortonderzoek niet nieuw zijn en dat er al jaren onderzoekspapers worden gepubliceerd over vorderingen in het veld. Hij is er echter van overtuigd dat Intel de beste combinatie van materialen heeft gevonden om de chipproductie in het volgende decennium op schema te houden.
De sleutel tot een succesvolle implementatie van deze nieuwe materialen is ervoor te zorgen dat ze naadloos in een productielijn passen, zegt Bernard Meyerson, hoofdtechnoloog bij IBM. Je moet goed kijken hoe dat wordt ingevuld, zegt hij. IBM heeft een manier gevonden om de nieuwe materialen aan het fabricageproces toe te voegen zonder het hele proces te herzien, zegt hij, wat duur kan zijn. Intel's Bohr zegt dat wat betreft de productie van de nieuwe chips in zijn bedrijf, de meeste procesapparatuur hetzelfde is als in vorige generaties.