ترانزیستور مفهومی نانوصفحه ای IBM افزایش تقریباً دو برابری عملکرد را در دمای جوش نیتروژن نشان داده است. انتظار می رود این دستاورد منجر به چندین پیشرفت تکنولوژیکی شود و ممکن است راه را برای جایگزینی ترانزیستورهای نانو ورق با ترانزیستورهای FinFET هموار کند. حتی هیجان انگیزتر این است که می تواند منجر به توسعه کلاس قدرتمندتری از تراشه ها شود.
نیتروژن مایع به طور گسترده در فرآیند تولید نیمه هادی برای حذف گرما و ایجاد یک محیط بی اثر در مناطق فرآیند بحرانی استفاده می شود. با این حال، هنگامی که به نقطه جوش خود که 77 کلوین یا -196 درجه سانتیگراد است، می رسد، دیگر نمی توان از آن در مناطق خاصی استفاده کرد، زیرا نسل فعلی ترانزیستورهای نانوصفحه ای برای تحمل چنین دماهایی طراحی نشده اند.
این محدودیت مایه تاسف است، زیرا از نظر تئوری فرض می شد که تراشه ها می توانند عملکرد خود را در چنین محیطی بهبود بخشند. اکنون این امکان قابل تحقق است، همانطور که ترانزیستور نانوصفحه مفهومی IBM که در نشست بین‌المللی دستگاه‌های الکترونیکی IEEE 2023 در این ماه در سانفرانسیسکو ارائه شد، نشان می‌دهد.
ترانزیستور مفهومی تقریباً دو برابر عملکرد در نقطه جوش نیتروژن در مقایسه با دمای اتاق 300 کلوین نشان داد. این افزایش عملکرد به پراکندگی کمتر حامل نسبت داده می شود که منجر به مصرف انرژی کمتر می شود. کاهش مصرف انرژی می تواند با کاهش عرض ترانزیستور به کاهش اندازه تراشه کمک کند. در واقع، این پیشرفت به طور بالقوه می تواند منجر به کلاس جدیدی از IC های با کارایی بالا شود که با خنک کننده نیتروژن مایع بدون گرم کردن بیش از حد آی سی طراحی شده اند.
مفهوم IBM از ترانزیستورهای نانولایه ممکن است در جایگزینی مورد انتظار FinFET ها با ترانزیستورهای نانولایه نیز نقش داشته باشد، زیرا این دومی احتمالاً نیازهای فنی تراشه های 3 نانومتری را بهتر برآورده می کند. مزایای ترانزیستورهای نانولایه نسبت به FinFET ها، به طور کلی، شامل اندازه کوچکتر، جریان کنترل بالا، تغییرپذیری کمتر و ساختار دروازه تمام محیطی است. جریان کنترل بالا با انباشتن نانوصفحات به دست می آید. در یک سلول منطقی استاندارد، کانال‌های رسانایی به شکل نانوصفحات در ناحیه‌ای قرار می‌گیرند که تنها یک ساختار FINFET می‌تواند در آن جا شود.
ما می‌توانیم انتظار داشته باشیم که ترانزیستورهای نانوصفحه‌ای برای اولین بار در صنعت با گره‌های کلاس ۲ نانومتری مانند TSMC N2 و Intel 2A عرضه شوند. آنها همچنین در اولین نمونه اولیه پردازنده 20 نانومتری IBM استفاده می شوند.
بدیهی است که کوچکتر همیشه در فناوری ساخت تراشه بهتر است و در اینجا نیز ترانزیستورهای نانولایه صنعت را پیش خواهند برد.
به گفته Ruqiang Bao، محقق ارشد IBM، معماری نانو سیستم به IBM اجازه می دهد تا 50 میلیارد ترانزیستور را در فضایی به اندازه یک ناخن انگشت قرار دهد. به طور خلاصه، همانطور که IEEE تاکید می کند، فناوری نانوصفحات بخشی جدایی ناپذیر از ابزارهای منطقی مقیاس بندی خواهد بود.
همچنین بخوانید: