O transistor conceitual de nanofolhas da IBM demonstrou um aumento de quase duas vezes no desempenho na temperatura de ebulição do nitrogênio. Espera-se que esta conquista leve a vários avanços tecnológicos e possa abrir caminho para a substituição de transistores nanosheet por transistores FinFET. Ainda mais emocionante é que isso poderia levar ao desenvolvimento de uma classe de chips mais poderosa.
O nitrogênio líquido é amplamente utilizado no processo de fabricação de semicondutores para remover calor e criar um ambiente inerte em áreas críticas do processo. Porém, quando atinge seu ponto de ebulição, que é de 77 Kelvin ou -196 °C, não pode mais ser utilizado em determinadas áreas, pois a atual geração de transistores de nanofolhas não foi projetada para suportar tais temperaturas.
Esta limitação é lamentável, pois foi teoricamente assumido que os chips poderiam melhorar o seu desempenho em tal ambiente. Agora essa possibilidade pode ser concretizada, como evidenciado pelo transistor conceitual de nanofolhas da IBM apresentado no Encontro Internacional de Dispositivos Eletrônicos do IEEE 2023 este mês em São Francisco.
O transistor conceitual mostrou quase o dobro do desempenho no ponto de ebulição do nitrogênio em comparação à temperatura ambiente de 300 K. Esse aumento de desempenho é atribuído à menor dispersão da portadora, o que resulta em menor consumo de energia. A redução do consumo de energia pode ajudar a reduzir o tamanho do chip, reduzindo a largura do transistor. Na verdade, este desenvolvimento poderia potencialmente levar a uma nova classe de CIs de alto desempenho projetados com resfriamento com nitrogênio líquido sem superaquecer o CI.
O conceito de transistores de nanocamada da IBM também pode desempenhar um papel na esperada substituição de FinFETs por transistores de nanocamada, já que estes últimos provavelmente atenderão melhor às necessidades técnicas dos chips de 3 nm. As vantagens dos transistores de nanocamada sobre os FinFETs, em geral, incluem tamanho menor, alta corrente de controle, menor variabilidade e uma estrutura de porta em todo o perímetro. A alta corrente de controle é obtida pelo empilhamento de nanofolhas. Em uma célula lógica padrão, os canais de condução na forma de nanofolhas são empilhados em uma área onde apenas uma estrutura FINFET pode caber.
Podemos esperar que os transistores de nanofolhas façam sua estreia na indústria com nós de classe de 2 nm, como TSMC N2 e Intel 20A. Eles também são usados no primeiro protótipo de processador de 2 nanômetros da IBM.
Obviamente, menor é sempre melhor na tecnologia de fabricação de chips, e também aqui os transistores de nanocamadas farão avançar a indústria.
A arquitetura do nanossistema permite que a IBM coloque 50 bilhões de transistores em um espaço aproximadamente do tamanho de uma unha, de acordo com Ruqiang Bao, pesquisador sênior da IBM. Em suma, a tecnologia de nanofolhas provará ser parte integrante do dimensionamento de dispositivos lógicos, como enfatiza o IEEE.
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