Intel har redesignet transistoren, denne gang i 3D
De tredimensionelle transistorer, der bruges til at fremstille 22-nanometer båndbreddechips, giver en hidtil uset kombination af reduceret strømforbrug og øget effekt.
Intel annoncerede i dag et stort gennembrud i udviklingen af transistorer, som er byggestenene i moderne mikroelektronik. Efter opfindelsen af siliciumbaserede transistorer for 50 år siden var transistorer med en tredimensionel struktur de første, der blev fremstillet kommercielt. Intel vil være den første til at bruge såkaldte Tri-Gate eller tre-gate transistorer i sin 22-nanometer halvlederteknologi til at producere processorer med kodenavnet Ivy Bridge. Tredimensionelle Tri-Gate-transistorer repræsenterer et fundamentalt skift fra de todimensionale plan-transistorer, som alle mikroelektroniske chips til dato er blevet bygget på.
"Intel -forskere og ingeniører har genopfundet transistoren og denne gang udnyttet den tredje dimension," sagde Paul Otellini, Intels præsident og administrerende direktør. Forskere har længe anerkendt fordelene ved 3D-struktur ved at opretholde det tempo, der er dikteret af Moores lov, selv efter at miniaturisering bliver vanskelig på grund af den fysiske verdens begrænsninger på atomniveau. Intel offentliggjorde først sin forskning om tre-gate-transistorer i 2002, og pointen med dagens gennembrud er, at Intel har gjort den innovative løsning gældende for masseproduktion. Dette åbnede en anden æra før Moores lov, hvilket gav mulighed for en lang række innovative udviklinger. Moores lov er forventningen om, at antallet af transistorer, der er integreret i en enkelt siliciumskive, omtrent vil fordobles hvert andet år takket være halvlederteknologiske fremskridt. Dette tempo har bestemt de sidste fire årtier af halvlederindustrien.
Den gamle 3D -version vises til venstre og den nye XNUMXD -version til højre
Enestående forbrugsreduktion og ydelsesforøgelse
3D Tri-Gate-transistorer tillader chips at fungere ved lavere spændingsniveauer, hvilket drastisk kan øge strømmen uden at øge strømforbruget eller opnå et specifikt effektniveau med meget lavere strømforbrug. Dette giver ingeniører i chipdesign frihed til at beslutte, om de vil sigte mod højere ydelse eller lavere strømforbrug, afhængigt af området. De 22-nanometer tre-gate transistorer udviser op til 37 procent mere effekt ved lave spændinger end Intels 32-nanometer flytransistorer. Dette enorme fremskridt gør teknologien ideel til smartphones, da et stort spring i ydeevne kan opnås uden en stigning i forbruget. Den nye teknologi opnår et givet ydelsesniveau ved omtrent det halve forbrug.
"Hastighedsforøgelsen i ydelse og fald i strømforbrug opnået med Intels unikke 3D Tri-Gate-transistorer er uovertruffen," sagde Mark Bohr, Intel-ingeniør. »Denne milepæl handler om mere end at opretholde Moores lov. Fordelene ved reduceret spænding og forbrug går langt ud over, hvad vi typisk oplever fra et generationstrin. Vi mener, at dette gennembrud vil yderligere øge Intels fordel i forhold til andre spillere i halvlederindustrien. "
Takket være transistorens fremragende, ultratynde plan kan de integreres ekstremt tæt sammen og løse det mest presserende problem med miniaturisering, de fysiske begrænsninger ved kontinuerlig krympning af flade strukturer-todimensionale transistorer bliver tyndere i alle henseender til øge tætheden og kraften. Ved at strække flyet lodret kan effekten øges uden at kompromittere densiteten af transistorer.
32 nm (venstre) og 22 nm (højre)
Verdens første demonstration af 22-nanometer 3D-transistorer
De tredimensionelle Tri-Gate-transistorer vil blive afsløret med Intels næste generation af 22-nanometer fremstillingsteknologi, som virksomheden vil introducere til masseproduktion i andet halvår, den første i verden. For at bevise teknologiens modenhed afslørede Intel i dag også eksemplarer af verdens første 22-nanometer-processor, kodenavnet Ivy Bridge, og vil være tilgængelig på både bærbare computere, desktops og servere. Udover Ivy Bridge vil Intel Atom-familien også drage fordel af 22-nanometer fremstillingsteknologi, hvilket yderligere forbedrer integrationen af Atom-processorer. 22-nanometer Atom-chips vil levere højere ydeevne og funktionalitet, samtidig med at de opfylder kravene til strøm, omkostninger og størrelse på mobile enheder.
