Нова 5-нм технологія компанії IBM дозволить упакувати 30 мільярдів транзисторів на чіп

Нова 5-нм технологія компанії IBM дозволить упакувати 30 мільярдів транзисторів на чіп

Згідно з розрахунками, нова структура транзисторів дозволить упакувати їх в кількості 30 мільярдів на кристалі чіпа, розміром з монетку малого номіналу, крім цього, нова структура обіцяє високий приріст продуктивності чіпів і їх ефективності.

На кристалах найсучасніших і самих маленьких чіпів, що випускаються електронною промисловістю на сьогоднішній день, знаходяться транзистори, довжина каналу і затвора (керуючого електрода) яких становить всього 10 нанометрів. Але фахівці компанії IBM вже підготувала нову технологію, яка дозволить скоротити вищезгадані розміри в два рази, до 5 нанометрів. Пожертвувавши на користь нової технології перспективною архітектурою під назвою FinFET, фахівці компанії розробили стекову структуру, що складається з чотирьох накладених один на одного нано-листів.

Дана технологія є подальшою модернізацією 7-нм технології, розробленої компанією IBM в 2015 році, спільно з компаніями GlobalFoundries і Samsung. Дослідні зразки таких чіпів налічували близько 20 мільярдів транзисторів на кристалі, а досягнуто це було завдяки впровадженню нових матеріалів і виробничих технологій. Очікується, що чіпи, побудовані на основі 7-нм технології, з’являться на ринку приблизно в 2019 році.

Скорочення розмірів транзистора до 5 нм дозволить упакувати на кристал чіпа додаткові 10 мільярдів транзисторів. В принципі, можна було скоротити до 5 нм і розміри стандартних транзисторів, але таке скорочення стало б технологічним межею використовуваних технологій. Тому, маючи на увазі більш довгострокові перспективи, фахівці компанії IBM вважали за краще розробити абсолютно нову архітектуру побудови чіпів.
Нова 5-нм технологія компанії IBM дозволить упакувати 30 мільярдів транзисторів на чіп

Як уже згадувалося вище, 5-нм чіпи виготовляються шляхом накладення один на одного декількох шарів кремнієвих нано-листів. Це дозволяє подати керуючий сигнал відразу на чотири окремих затвора транзистора, в той час, як у транзисторів FinFET було три незалежних затвора і три канали. 5-нм транзистори виготовляються за допомогою технології ультрафіолетової літографії (Extreme Ultraviolet Lithography, EUVL), який дозволяє “малювати” образи на підкладці за допомогою більш короткохвильового і високоенергетичного випромінювання, ніж інші методи. Це, в свою чергу, означає, що за допомогою такого методу можна створювати більш дрібні елементи чіпів з більш високою якістю. При цьому, нова технологія EUVL робить можливою тривалу адаптаційну регулювання прямо в процесі виробництва.

У порівнянні з 10-нм чіпами, 5-нм чіпи будуть володіти в 40 разів більшою продуктивністю, а кількість споживаної ними енергії знизиться на 75 відсотків при виконанні процесором спеціально оптимізованих для нього завдань. Згідно з наявними прогнозами, перші комерційні 5-нм чіпи можуть з’явитися на ринку не раніше ніж через 4-5 років.