IBMs konceptuella nanosheettransistor har visat en nästan tvåfaldig ökning av prestanda vid kvävets koktemperatur. Denna prestation förväntas leda till flera tekniska framsteg och kan bana väg för att ersätta nanosheettransistorer med FinFET-transistorer. Ännu mer spännande är att det kan leda till utvecklingen av en kraftfullare klass av marker.
Flytande kväve används i stor utsträckning i halvledartillverkningsprocessen för att avlägsna värme och skapa en inert miljö i kritiska processområden. Men när den når sin kokpunkt, som är 77 Kelvin eller -196 °C, kan den inte längre användas i vissa områden, eftersom den nuvarande generationen av nanosheettransistorer inte är designade för att tåla sådana temperaturer.
Denna begränsning är olycklig, eftersom det teoretiskt antogs att chips kunde förbättra deras prestanda i en sådan miljö. Nu kan den möjligheten realiseras, vilket framgår av IBMs konceptuella nanosheettransistor som presenterades vid 2023 IEEE International Electronic Devices Meeting denna månad i San Francisco.
Koncepttransistorn visade nästan dubbla prestanda vid kvävets kokpunkt jämfört med rumstemperatur på 300 K. Denna prestandaökning tillskrivs mindre bärarspridning, vilket resulterar i lägre strömförbrukning. Att minska strömförbrukningen kan bidra till att minska storleken på chippet genom att minska transistorns bredd. Faktum är att denna utveckling potentiellt kan leda till en ny klass av högpresterande IC:er designade med flytande kvävekylning utan att överhetta IC.
IBM:s koncept med nanolagertransistorer kan också spela en roll i den förväntade ersättningen av FinFET med nanolagertransistorer, eftersom de senare sannolikt bättre kommer att möta de tekniska behoven hos 3nm-chips. Fördelarna med nanolagertransistorer jämfört med FinFET inkluderar i allmänhet mindre storlek, hög styrström, lägre variabilitet och en allomkretsgrindstruktur. Hög styrström uppnås genom att stapla nanoark. I en vanlig logisk cell staplas ledningskanaler i form av nanoark i ett område där endast en FINFET-struktur får plats.
Vi kan förvänta oss att nanosheettransistorer kommer att göra sin branschdebut med 2nm-klassnoder som TSMC N2 och Intel 20A. De används också i IBM:s första 2-nanometer prototypprocessor.
Uppenbarligen är mindre alltid bättre inom chiptillverkningsteknik, och även här kommer nanolagertransistorer att främja branschen.
Nanosystemarkitekturen tillåter IBM att placera 50 miljarder transistorer i ett utrymme som är ungefär lika stort som en fingernagel, enligt IBM Senior Researcher Ruqiang Bao. Kort sagt, nanosheetteknologi kommer att visa sig vara en integrerad del av skalningslogikenheter, som IEEE betonar.
Läs också: