Vídeo: КАК РАБОТАЮТ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ | ПРОСТОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ (Setembre 2024)
Ahir em va intrigar la cobertura del comunicat de premsa d’IBM, que va revelar una aliança que va produir els primers xips de prova de 7nm amb transistors en funcionament.
És un bon pas per demostrar que es poden continuar amb la densitat del transistor fins a aquest node, però també és important tenir en compte que el grup IBM està lluny de l’únic grup que intenta arribar a aquest nou node i que hi ha molts passos entre ara i producció real.
L’anunci afirmava que els xips eren produïts als SUNY Polytechnic Institute College of College of Nanoscale Science and Engineering (SUNY Poly CNSE) per una aliança que inclou IBM Research, GlobalFoundries i Samsung. Aquests grups han estat treballant junts des de fa temps: IBM en un moment va tenir una "plataforma comuna" que va crear xips juntament amb Samsung i GlobalFoundries. Si bé aquesta plataforma ja no existeix, els grups encara funcionen junts: IBM ha venut recentment les seves instal·lacions de fabricació de xips i moltes de les seves patents de xip a GlobalFoundries (que té una gran fàbrica de xips al nord d’Albany), i GlobalFoundries ha autoritzat la tecnologia de processos de 14nm de Samsung per a feu xips al node.
Els transistors més petits són importants: com més petit és el transistor, més transistors poden adaptar-se en un xip i més transistors signifiquen xips més potents. IBM creu que la nova tecnologia podria permetre xips amb més de 20 mil milions de transistors, cosa que suposaria un gran pas endavant per part de la tecnologia existent; Els xips més avançats actuals es fabriquen amb tecnologia de 14nm, que fins ara només han enviat Intel i Samsung, tot i que TSMC està previst que comenci la producció massiva de xips de 16nm a finals d'aquest any. Un avanç de 7 milions seria un gran pas endavant.
La tecnologia real implica transistors creats amb canals de Silicon Germanium (SiGe) fabricats mitjançant litografia Extreme Ultraviolet (EUV) a diversos nivells. IBM va dir que ambdues eren les primeres novetats de la indústria i que aquest és el primer anunci formal que he vist de fer xips amb aquestes dues tecnologies.
Tingueu en compte, però, que altres grups treballen amb aquestes mateixes tecnologies. Tots els fabricants de xips estan avaluant la tecnologia EUV, principalment utilitzant equips de fabricació de xips ASML. Intel, Samsung i TSMC han invertit tots en ASML per ajudar a desenvolupar la tecnologia EUV i, recentment, ASML va dir que un client dels Estats Units, probablement Intel, va acceptar comprar 15 eines.
Pot ser que l’ús de canals SiGe sigui el desenvolupament més significatiu. Nombroses empreses han considerat tipus de materials diferents del silici, materials que podrien permetre una commutació més ràpida dels transistors i menors necessitats d’energia. Applied Materials, per exemple, ha parlat d’utilitzar SiGe a 10nm o 7nm.
De fet, moltes empreses –entre IBM i Intel– parlen de traslladar-se més enllà de SiGe a materials coneguts com a compostos III-V, com l’arsenid de galli d’indi (InGaAs), que presenten una major mobilitat d’electrons. IBM ha demostrat recentment una tècnica per utilitzar InGaAS en hòsties de silici.
L’anunci d’ahir és interessant des de la perspectiva de laboratori a causa de les tecnologies implicades, però sempre hi ha una bretxa significativa entre la innovació de laboratori i la producció en massa rendible. La producció massiva de xips de 10nm, que arribaran abans dels 7 milions, encara no ha estat un èxit.
Una de les grans preocupacions ha estat l’elevat cost de passar a les noves tecnologies. Si bé Intel, Samsung i TSMC han pogut passar a nodes més petits, el cost de crear dissenys de xip en aquests nodes és més car, en part per la complexitat del disseny i en part perquè es necessiten més passos per utilitzar tècniques com el doble. -patterning- una cosa que la UE pot alleujar, però probablement no eliminarà. També hi ha hagut una preocupació perquè la reducció de la densitat de xips real s’ha reduït: l’anunci d’IBM va dir que el seu procés de 7nm “aconseguia millores d’escala d’àrea propera al 50 per cent a la tecnologia més avançada actual”. Està bé, però l'escalat tradicional de la Llei de Moore proporciona una millora del 50 per cent a cada generació i 7nm es troben a dues generacions.
Al ritme típic de Moore's Law, hauríeu de veure que la fabricació de 10nm començaria a finals de l'any vinent (ja que els primers xips de 14nm van començar a fabricar-se a finals del 2014), però la transició cap a la lògica de 14nm va trigar més del previst. fabricadors de xip. Els fabricants de DRAM creen noves generacions que presenten un escalfament molt inferior al 50 per cent, ja que els DRAM s'apropen als límits moleculars, i els fabricants NAND es recolzen principalment en l'escala planar i es concentren en 3D NAND a geometries més grans. Així, no serà tan sorprenent veure que el temps entre les generacions s’allarga o que l’escalat sigui menys dramàtic. D’altra banda, els executius d’Intel han dit que, mentre que el cost de fer cada obsequia continua augmentant per a les noves tecnologies, esperen continuar obtenint avenços d’escala tradicional en les properes generacions, de manera que el cost per transistor continuarà disminuint a un taxa suficient per fer que valgui la pena continuar escalant. (Intel també va dir que creia que podria fer 7nm sense EUV si fos necessari, tot i que preferiria tenir EUV.)
El treball d’IBM, SUNY Poly i els seus socis en xips de 7nm sembla ser un pas important en el camí cap a la preparació d’aquests xips per a la producció massiva cap al final de la dècada. Tot i que encara ens queda molt lluny de la producció massiva rendible, aquest anunci és un signe clar que, fins i tot si la Llei de Moore es pot retardar, es mantindrà durant almenys un parell de generacions més.
