Чипи. Товщина - три атоми

Уже давно передбачалося, що ось-ось мікроелектроніка підійде до фізичних меж мініатюризації, коли товщина елементів обчислюватиметься в лінійних розмірах, які можна порівняти з товщиною атома. І схоже, ця подія вже замаячила на горизонті.

На конференції IEEE International Electron Device Meeting (IEDM) 2022 Intel презентувала свої перспективні розробки у створенні нових матеріалів для виробництва чипів. І серед усіх зроблених у виступі представників корпорації оголошень мою увагу привернула заява про те, що дослідникам вдалося досягти товщини в три атоми.

Корпорація Intel продемонструвала структуру наносітки зі стеком затворів по всьому периметру, використовуючи двовимірний матеріал каналу завтовшки всього 3 атоми, і домоглася практично ідеального перемикання транзисторів на структурі з двома затворами за кімнатної температури з низьким струмом витоку. Це два ключових прориви, необхідних для створення стекованих транзисторів GAA і виходу за фундаментальні межі кремнію.

Дослідники також представили перший комплексний аналіз топології електричних контактів з двовимірними матеріалами, який може прокласти шлях до створення високопродуктивних і масштабованих транзисторних каналів.

Примітно, що це повідомлення було зроблено в ознаменування 75 річниці транзистора. Тоді напівпровідники на базі кремнію стали, здавалося, непорушним базисом мікроелектроніки. І ось наближається кінець їхньої ери - на зміну йдуть наноматеріали.

Зрозуміло, що головною метою зусиль дослідників щодо подальшої мікромініатюризації є збільшення щільності розміщення активних елементів. І за заявою Intel, корпорація має намір збільшити їх кількість у складі процесора до трильйона. При цьому на порядок збільшується щільність міжз'єднань.  

Для ефективнішого використання площі кристала корпорація Intel переглядає масштабування, розробляючи пам'ять, яку можна розміщувати вертикально над транзисторами. Вперше в галузі Intel продемонструвала стековані фероелектричні конденсатори, які за продуктивністю відповідають звичайним фероелектричним траншейним конденсаторам і можуть бути використані для створення FeRAM на логічній матриці.

Ще одна вельми цікава новина стосується транзисторів, які "не забувають", зберігаючи дані навіть під час відключення живлення. Повідомляється, що дослідники Intel вже подолали два з трьох бар'єрів, які не дають змоги повністю реалізувати технологію за кімнатної температури.

Хоча в матеріалах для преси не йдеться про терміни впровадження заявлених інновацій, можна припустити, що на це може піти близько десятиліття. Тим цікавіше зазирнути за горизонт.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365