Le transistor conceptuel à nanofeuilles d'IBM a démontré une performance presque multipliée par deux à la température d'ébullition de l'azote. Cette réalisation devrait conduire à plusieurs avancées technologiques et pourrait ouvrir la voie au remplacement des transistors nanofeuilles par des transistors FinFET. Ce qui est encore plus excitant, c’est que cela pourrait conduire au développement d’une classe de puces plus puissantes.
L'azote liquide est largement utilisé dans le processus de fabrication des semi-conducteurs pour éliminer la chaleur et créer un environnement inerte dans les zones de processus critiques. Cependant, lorsqu'il atteint son point d'ébullition, qui est de 77 Kelvin ou -196 °C, il ne peut plus être utilisé dans certains domaines, car la génération actuelle de transistors à nanofeuillets n'est pas conçue pour résister à de telles températures.
Cette limitation est regrettable, car on supposait théoriquement que les puces pouvaient améliorer leurs performances dans un tel environnement. Cette possibilité peut désormais être réalisée, comme en témoigne le transistor conceptuel à nanofeuilles d'IBM présenté lors de la réunion internationale des appareils électroniques de l'IEEE 2023 ce mois-ci à San Francisco.
Le transistor concept a montré des performances presque deux fois supérieures au point d'ébullition de l'azote par rapport à une température ambiante de 300 K. Cette augmentation des performances est attribuée à une moindre diffusion des porteurs, ce qui se traduit par une consommation d'énergie inférieure. La réduction de la consommation d'énergie peut contribuer à réduire la taille de la puce en réduisant la largeur du transistor. En effet, ce développement pourrait potentiellement conduire à une nouvelle classe de circuits intégrés hautes performances conçus avec un refroidissement à l'azote liquide sans surchauffer le circuit intégré.
Le concept IBM de transistors nanocouches pourrait également jouer un rôle dans le remplacement attendu des FinFET par des transistors nanocouches, ces derniers étant susceptibles de mieux répondre aux besoins techniques des puces 3 nm. Les avantages des transistors à nanocouche par rapport aux FinFET, en général, incluent une taille plus petite, un courant de commande élevé, une variabilité plus faible et une structure de grille sur tout le périmètre. Un courant de contrôle élevé est obtenu en empilant des nanofeuilles. Dans une cellule logique standard, des canaux de conduction sous forme de nanofeuilles sont empilés dans une zone où une seule structure FINFET peut s'adapter.
Nous pouvons nous attendre à ce que les transistors nanofeuilles fassent leurs débuts dans l’industrie avec des nœuds de classe 2 nm tels que TSMC N2 et Intel 20A. Ils sont également utilisés dans le premier prototype de processeur IBM de 2 nanomètres.
De toute évidence, plus petit est toujours mieux dans la technologie de fabrication de puces, et ici aussi, les transistors à nanocouches feront progresser l'industrie.
L'architecture du nanosystème permet à IBM de placer 50 milliards de transistors dans un espace de la taille d'un ongle, selon Ruqiang Bao, chercheur principal chez IBM. En bref, la technologie des nanofeuilles s'avérera faire partie intégrante de la mise à l'échelle des dispositifs logiques, comme le souligne l'IEEE.
Lisez aussi: