Koncepční nanovrstvový tranzistor IBM prokázal téměř dvojnásobný nárůst výkonu při teplotě varu dusíku. Očekává se, že tento úspěch povede k několika technologickým pokrokům a může připravit cestu pro nahrazení nanovrstvových tranzistorů tranzistory FinFET. Ještě více vzrušující je, že by to mohlo vést k vývoji výkonnější třídy čipů.
Kapalný dusík je široce používán v procesu výroby polovodičů k odstranění tepla a vytvoření inertního prostředí v kritických procesních oblastech. Když však dosáhne svého bodu varu, což je 77 Kelvinů nebo -196 °C, nelze jej již v určitých oblastech používat, protože současná generace nanovrstvových tranzistorů není navržena tak, aby vydržela takové teploty.
Toto omezení je nešťastné, protože se teoreticky předpokládalo, že by čipy mohly v takovém prostředí zlepšit svůj výkon. Nyní lze tuto možnost realizovat, jak dokazuje koncepční nanovrstvový tranzistor IBM představený na mezinárodním setkání elektronických zařízení IEEE 2023 tento měsíc v San Franciscu.
Koncepční tranzistor vykazoval téměř dvojnásobný výkon při bodu varu dusíku ve srovnání s pokojovou teplotou 300 K. Toto zvýšení výkonu je přičítáno menšímu rozptylu nosné, což má za následek nižší spotřebu energie. Snížení spotřeby energie může pomoci snížit velikost čipu zmenšením šířky tranzistoru. Tento vývoj by mohl potenciálně vést k nové třídě vysoce výkonných integrovaných obvodů navržených s chlazením kapalným dusíkem bez přehřívání integrovaného obvodu.
Koncepce nanovrstvových tranzistorů od IBM může hrát roli i v očekávané náhradě FinFETů nanovrstvovými tranzistory, protože ty budou pravděpodobně lépe splňovat technické potřeby 3nm čipů. Mezi výhody nanovrstvových tranzistorů oproti FinFET obecně patří menší velikost, vysoký řídicí proud, nižší variabilita a celoobvodová hradlová struktura. Vysoký řídicí proud je dosažen stohováním nanovrstvy. Ve standardní logické buňce jsou vodivé kanály ve formě nanovrstvy naskládány v oblasti, kam se vejde pouze jedna struktura FINFET.
Můžeme očekávat, že nanosheet tranzistory budou mít svůj průmyslový debut s uzly třídy 2nm, jako jsou TSMC N2 a Intel 20A. Používají se také v prvním prototypu procesoru IBM 2 nanometry.
Je zřejmé, že menší je vždy lepší v technologii výroby čipů a i zde nanovrstvé tranzistory posouvají průmysl dopředu.
Architektura nanosystému umožňuje IBM umístit 50 miliard tranzistorů do prostoru o velikosti zhruba nehtu, jak uvádí hlavní výzkumník IBM Ruqiang Bao. Stručně řečeno, technologie nanosheetů se ukáže jako nedílná součást škálovacích logických zařízení, jak zdůrazňuje IEEE.
Přečtěte si také: