IBM'in kavramsal nanosheet transistörü, nitrojenin kaynama sıcaklığında performansta neredeyse iki kat artış gösterdi. Bu başarının çeşitli teknolojik ilerlemelere yol açması bekleniyor ve nanosheet transistörlerin FinFET transistörlerle değiştirilmesinin önünü açabilir. Daha da heyecan verici olanı, bunun daha güçlü bir çip sınıfının geliştirilmesine yol açabilmesidir.
Sıvı nitrojen, yarı iletken üretim sürecinde ısıyı uzaklaştırmak ve kritik proses alanlarında inert bir ortam oluşturmak için yaygın olarak kullanılır. Ancak 77 Kelvin veya -196 °C olan kaynama noktasına ulaştığında artık belirli alanlarda kullanılamaz çünkü mevcut nesil nano tabaka transistörler bu sıcaklıklara dayanacak şekilde tasarlanmamıştır.
Bu sınırlama talihsiz bir durumdur çünkü teorik olarak çiplerin böyle bir ortamda performanslarını artırabileceği varsayılmıştır. IBM'in bu ay San Francisco'da düzenlenen 2023 IEEE Uluslararası Elektronik Cihazlar Toplantısında sunduğu kavramsal nano tabaka transistörünün de gösterdiği gibi, artık bu olasılık hayata geçirilebilir.
Konsept transistör, 300 K oda sıcaklığına kıyasla nitrojenin kaynama noktasında neredeyse iki kat performans gösterdi. Bu performans artışı, daha az taşıyıcı saçılımına bağlanıyor ve bu da daha düşük güç tüketimiyle sonuçlanıyor. Güç tüketimini azaltmak, transistörün genişliğini azaltarak çipin boyutunun küçültülmesine yardımcı olabilir. Gerçekten de, bu gelişme potansiyel olarak IC'yi aşırı ısıtmadan sıvı nitrojen soğutmayla tasarlanmış yeni bir yüksek performanslı IC sınıfına yol açabilir.
IBM'in nano katmanlı transistör konsepti, FinFET'lerin nano katmanlı transistörlerle değiştirilmesinin beklenmesinde de rol oynayabilir; zira nano katmanlı transistörler muhtemelen 3 nm çiplerin teknik ihtiyaçlarını daha iyi karşılayacaktır. Nano katmanlı transistörlerin FinFET'lere göre avantajları genel olarak daha küçük boyut, yüksek kontrol akımı, daha düşük değişkenlik ve tüm çevreyi kapsayan bir geçit yapısını içerir. Nano tabakaların istiflenmesiyle yüksek kontrol akımı elde edilir. Standart bir mantık hücresinde nano tabakalar halindeki iletim kanalları, yalnızca bir FINFET yapısının sığabileceği bir alana yığılır.
Nanosheet transistörlerin, TSMC N2 ve Intel 2A gibi 20nm sınıfı düğümlerle sektöre ilk çıkışını yapmasını bekleyebiliriz. Ayrıca IBM'in ilk 2 nanometrelik prototip işlemcisinde de kullanılıyorlar.
Açıkçası, çip üretim teknolojisinde daha küçük her zaman daha iyidir ve burada da nano katmanlı transistörler sektörü ilerletecektir.
IBM Kıdemli Araştırmacısı Ruqiang Bao'ya göre nanosistem mimarisi, IBM'in yaklaşık olarak tırnak büyüklüğündeki bir alana 50 milyar transistör yerleştirmesine olanak tanıyor. Kısacası, IEEE'nin de vurguladığı gibi nanosheet teknolojisi, mantık cihazlarının ölçeklendirilmesinin ayrılmaz bir parçası olduğunu kanıtlayacaktır.
Ayrıca okuyun: