211service.com
Intel laver tredimensionelle transistorer
Intel har vist designet af sin næste generation af chips. Det nye transistordesign, der bruger en tredimensionel gate frem for en flad, vil gå i produktion på virksomhedens fabrikker i løbet af det næste år. Virksomheden siger, at den tredimensionelle struktur vil give virksomheden mulighed for at fordoble tætheden af sine chips, samtidig med at den giver præstationsforbedringer og lavere strømforbrug. Designet vil først blive rullet ud i virksomhedens Core-processorchips, der bruges til desktops. Derefter bliver de integreret i Intels mobile og håndholdte chiplinje, kaldet Atom.
Intel siger, at fremstillingen af chippen vil være den første store produktion af tredimensionelle transistorer. De nye chips er 37 procent hurtigere end virksomhedens nuværende, når de opererer ved lave spændinger for at holde strømforbruget lavt. Og de kræver halvdelen af kraften for at udføre ved en given koblingshastighed. Strømforbrug er vigtigt i håndholdte enheder, fordi det bestemmer, hvor længe batteriet holder. Det er også afgørende i de strømkrævende serverfarme, der udgør skyen.
De bedste chips på markedet i dag bruger plane transistorer, der er 32 nanometer store. Den næste generation vil bruge 22-nanometer transistorer. For at pakke mere processorkraft ind i den mindre størrelse uden at sende strømkrav gennem taget, måtte virksomheden vende sig til et nyt design. Vanskeligheden ved at skalere den plane enhed var ved at blive ekstrem, siger William Holt , general manager for Intels teknologi- og produktionsgruppe. Virksomhedens 22-nanometer-chips vil udelukkende være lavet af tredimensionelle transistorer.
Efterhånden som de bliver mindre og mindre, er konventionelle transistorer udsat for et problem kaldet lækage. Det betyder, at når transistoren er i slukket tilstand, strømmer der stadig en lille mængde strøm igennem. Dette fører til fejl og dræner strøm. Intel siger, at det tredimensionelle design er mindre underlagt dette problem.
Konventionelle transistorer bruger en metalelektrode, kaldet porten, til at styre strømmen af elektroner gennem en plan kanal i siliciumsubstratet. Når strømmen påført af porten er høj nok, strømmer elektroner gennem kanalen mellem source- og drænelektroderne. Intels tredimensionelle design har de samme grundlæggende elementer. Men i stedet for at være flad, er kanalen en hævet finne af silicium omgivet på tre sider af porten. Dette giver mulighed for en mere intim forbindelse mellem porten og kanalen, og det muliggør igen bedre kontrol, hvilket i høj grad reducerer lækage. Ved at forbinde et sæt elektroder til flere finner i en enkelt transistor kan virksomheden lave transistorer, der fungerer med en større drivstrøm - et plus for højtydende drift.
Bygge op: 32-nanometer transistoren til venstre bruges i Intels chips i dag; virksomhedens nye tredimensionelle 22-nanometer transistor er til højre. I den nye transistor krydser porte siliciumfinner, der står op fra chippens overflade og interagerer med porten på tre sider, et design, der resulterer i mindre lækage af strøm.
Virksomheden har udviklet tri-gate transistoren siden 2002. Den virkelige udfordring har været at gøre den klar til fremstilling, siger Mark Bohr, en Intel senior fellow. Bohr spekulerer i, at virksomheden har et forspring på tre år i forhold til andre chipproducenter med denne teknologi.
Intel siger, at produktionen af de tredimensionelle transistorer ikke vil kræve nogen ny produktionsteknologi. Ekstra ætsningstrin vil føre til en lille produktionsomkostningsstigning.
Virksomheden siger, at det tredimensionelle design vil skalere endnu længere til den næste generation af chips, som vil bruge 14-nanometer transistorer. Ud over det skal der noget nyt til. Vi er virkelig i en æra, hvor vi ikke længere kan krympe transistorstørrelser og forvente betydelige fordele, siger Bohr. Vi skal hele tiden innovere og opfinde nye strukturer og materialer.