IBMの概念的なナノシート・トランジスタは、窒素の沸騰温度で性能がほぼ倍向上することを実証した。この成果はいくつかの技術の進歩につながると期待されており、ナノシートトランジスタをFinFETトランジスタに置き換える道を開く可能性がある。さらに興味深いのは、より強力なクラスのチップの開発につながる可能性があることです。
液体窒素は、熱を除去し、重要なプロセス領域に不活性環境を作り出すために、半導体製造プロセスで広く使用されています。ただし、沸点である 77 ケルビンまたは -196 °C に達すると、特定の領域では使用できなくなります。これは、現行世代のナノシート トランジスタがそのような温度に耐えるように設計されていないためです。
理論的には、このような環境ではチップのパフォーマンスが向上すると想定されていたため、この制限は残念です。今月サンフランシスコで開催された 2023 IEEE International Electronic Devices Meeting で発表された IBM の概念的なナノシート トランジスタによって証明されているように、その可能性が実現できるようになりました。
コンセプト トランジスタは、室温 300 K と比較して、窒素の沸点でほぼ 倍の性能を示しました。この性能の向上は、キャリア散乱の減少によるものであり、その結果、消費電力が低くなります。消費電力を削減すると、トランジスタの幅が小さくなり、チップのサイズを縮小できます。実際、この開発は、IC を過熱させることなく液体窒素冷却で設計された新しいクラスの高性能 IC につながる可能性があります。
IBMのナノレイヤー・トランジスタのコンセプトは、FinFETの予想されるナノレイヤー・トランジスタへの置き換えにも役割を果たす可能性がある。ナノレイヤー・トランジスタは3nmチップの技術的ニーズをよりよく満たす可能性が高いためである。一般に、FinFET に対するナノレイヤー トランジスタの利点には、サイズが小さい、制御電流が高い、変動が少ない、全周囲ゲート構造が含まれます。ナノシートを積層することで高い制御電流を実現。標準的なロジック セルでは、ナノシートの形の伝導チャネルが、 つの FINFET 構造のみが収まる領域に積み重ねられます。
ナノシートトランジスタは、TSMC N2やIntel 2Aなどの20nmクラスのノードで業界デビューすると予想されます。これらは、IBM の最初の 2 ナノメートル プロトタイプ プロセッサでも使用されています。
明らかに、チップ製造技術においては小さい方が常に優れており、ここでもナノレイヤー トランジスタが業界を進歩させるでしょう。
IBMの上級研究員Ruqiang Bao氏によると、ナノシステム・アーキテクチャにより、IBMは爪ほどの大きさのスペースに50億個のトランジスタを配置できるという。つまり、IEEE が強調しているように、ナノシート技術はロジック デバイスのスケーリングに不可欠な部分であることが証明されるでしょう。
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