Το εννοιολογικό τρανζίστορ νανοφύλλων της IBM έχει δείξει σχεδόν διπλάσια αύξηση στην απόδοση στη θερμοκρασία βρασμού του αζώτου. Αυτό το επίτευγμα αναμένεται να οδηγήσει σε πολλές τεχνολογικές προόδους και μπορεί να ανοίξει το δρόμο για την αντικατάσταση των τρανζίστορ νανοφύλλων με τρανζίστορ FinFET. Ακόμη πιο συναρπαστικό είναι ότι θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη μιας πιο ισχυρής κατηγορίας τσιπ.
Το υγρό άζωτο χρησιμοποιείται ευρέως στη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών για την αφαίρεση της θερμότητας και τη δημιουργία ενός αδρανούς περιβάλλοντος σε κρίσιμες περιοχές διεργασίας. Ωστόσο, όταν φτάσει στο σημείο βρασμού του, που είναι 77 Kelvin ή -196 °C, δεν μπορεί πλέον να χρησιμοποιηθεί σε ορισμένες περιοχές, επειδή η τρέχουσα γενιά τρανζίστορ νανοφύλλων δεν έχει σχεδιαστεί για να αντέχει τέτοιες θερμοκρασίες.
Αυτός ο περιορισμός είναι ατυχής, καθώς θεωρητικά θεωρήθηκε ότι τα τσιπ θα μπορούσαν να βελτιώσουν την απόδοσή τους σε ένα τέτοιο περιβάλλον. Τώρα αυτή η δυνατότητα μπορεί να πραγματοποιηθεί, όπως αποδεικνύεται από το εννοιολογικό τρανζίστορ νανοφύλλων της IBM που παρουσιάστηκε στο 2023 International Electronic Devices Meeting της IEEE αυτό το μήνα στο Σαν Φρανσίσκο.
Το πρωτότυπο τρανζίστορ έδειξε σχεδόν διπλάσια απόδοση στο σημείο βρασμού του αζώτου σε σύγκριση με τη θερμοκρασία δωματίου των 300 K. Αυτή η αύξηση απόδοσης αποδίδεται στη μικρότερη σκέδαση του φορέα, που έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας. Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του μεγέθους του τσιπ μειώνοντας το πλάτος του τρανζίστορ. Πράγματι, αυτή η εξέλιξη θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε μια νέα κατηγορία IC υψηλής απόδοσης σχεδιασμένα με ψύξη υγρού αζώτου χωρίς υπερθέρμανση του IC.
Η ιδέα της IBM για τα τρανζίστορ νανοστρώματος μπορεί επίσης να παίξει ρόλο στην αναμενόμενη αντικατάσταση των FinFET με τρανζίστορ νανοστρώματος, καθώς τα τελευταία είναι πιθανό να ανταποκρίνονται καλύτερα στις τεχνικές ανάγκες των τσιπ 3nm. Τα πλεονεκτήματα των τρανζίστορ νανοστρώματος έναντι των FinFET, γενικά, περιλαμβάνουν μικρότερο μέγεθος, υψηλό ρεύμα ελέγχου, χαμηλότερη μεταβλητότητα και δομή πύλης σε όλη την περίμετρο. Υψηλό ρεύμα ελέγχου επιτυγχάνεται με τη στοίβαξη νανοφύλλων. Σε μια τυπική λογική κυψέλη, τα κανάλια αγωγιμότητας με τη μορφή νανοφύλλων στοιβάζονται σε μια περιοχή όπου μπορεί να χωρέσει μόνο μία δομή FINFET.
Μπορούμε να περιμένουμε τα τρανζίστορ νανοφύλλων να κάνουν το ντεμπούτο τους στη βιομηχανία με κόμβους κατηγορίας 2nm όπως TSMC N2 και Intel 20A. Χρησιμοποιούνται επίσης στον πρώτο πρωτότυπο επεξεργαστή 2 νανομέτρων της IBM.
Προφανώς, το μικρότερο είναι πάντα καλύτερο στην τεχνολογία κατασκευής τσιπ, και εδώ, επίσης, τα τρανζίστορ νανοστρώματος θα προωθήσουν τη βιομηχανία.
Η αρχιτεκτονική του νανοσυστήματος επιτρέπει στην IBM να τοποθετεί 50 δισεκατομμύρια τρανζίστορ σε ένα χώρο περίπου στο μέγεθος ενός νυχιού, σύμφωνα με τον ανώτερο ερευνητή της IBM, Ruqiang Bao. Εν ολίγοις, η τεχνολογία nanosheet θα αποδειχθεί αναπόσπαστο μέρος των λογικών συσκευών κλιμάκωσης, όπως τονίζει η IEEE.
Διαβάστε επίσης: