Intel แสดงแผนที่ถนนนาโนเทคโนโลยี

เวลา:2019-10-22
author:苌翁麓

ซานตาคลารา, แคลิฟอร์เนีย - สำหรับ Intel การย้ายออกจากซิลิคอนเป็นเรื่องของเวลาไม่ใช่ถ้า

ผู้ผลิตชิปจะยังคงปฏิบัติตามเส้นทางวิวัฒนาการที่อธิบายโดย เวลาหลายปี แต่วิศวกรจะต้องเปลี่ยนการออกแบบและส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ของพวกเขาอย่างมีนัยสำคัญนักวิจัยจาก Intel หลายคนกล่าวในงานศุกร์ที่สำนักงานใหญ่ของ บริษัท

และหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่นั้นจะเกี่ยวข้องกับการเสริมสร้างและจากนั้นในที่สุดก็ย้ายออกจากชิปที่ทำจากทรานซิสเตอร์ซิลิคอนซึ่งเป็นหน่วยการสร้างพื้นฐานของอุตสาหกรรมเทคโนโลยีทั้งหมด ภายในปี 2014 ชิปอาจรวมถึงทรานซิสเตอร์ที่สร้างด้วย หรือ ซิลิคอนแทนซิลิคอน ภายในปี 2563 จะมีการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงมากขึ้น

“ ภายในปี 2010 เราควรมีความคิดที่ดีเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่จะนำพาเราไปสู่ ​​CMOS” Paolo Gargini ผู้อำนวยการฝ่ายกลยุทธ์เทคโนโลยีของ Intel กล่าว CMOS ซึ่งย่อมาจากเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์เสริมเป็นฐานเทคโนโลยีสำหรับทรานซิสเตอร์ซิลิคอน

โครงร่างของอนาคตของ Intel ได้รวบรวมความท้าทายที่อุตสาหกรรมโดยรวมต้องเผชิญ ตั้งแต่ทศวรรษ 1960 จนถึงช่วงเปลี่ยนศตวรรษผู้ออกแบบชิปส่วนใหญ่เพิ่มประสิทธิภาพโดยการลดขนาดทรานซิสเตอร์ที่ไปอยู่บนชิปของพวกเขาแล้วเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์เหล่านั้น การลดขนาดของทรานซิสเตอร์จะช่วยลดระยะทางที่อิเล็กตรอนต้องเดินทางและทำให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น การเพิ่มทรานซิสเตอร์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและช่วยให้นักออกแบบสามารถรวมฟังก์ชั่นใหม่ ๆ

ซึ่งมีชื่อว่ากอร์ดอนมัวร์ผู้ร่วมก่อตั้ง Intel ระบุว่าวิศวกรจะเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์เป็นสองเท่าในชิปทุก ๆ สองปี

น่าเสียดายที่ผลประโยชน์ได้เริ่มจางหายไป เริ่มตั้งแต่ปี 2000 นักออกแบบได้ก้าวเข้าสู่ยุคที่ Gargini เรียกว่า "การปรับขนาดเทียบเท่า" ซึ่งนักออกแบบชิปปรับปรุงประสิทธิภาพโดยการลดขนาดลง แต่ยังใช้เทคโนโลยีเพิ่มเติม

ตัวอย่างเช่นในปี 2550 Intel คาดว่าจะเริ่มผลิตชิปโดยใช้กระบวนการขนาด 45 นาโนเมตร ชิปเหล่านี้จะแตกต่างจากชิปที่มีอยู่บางส่วนเพราะประตูทรานซิสเตอร์จะทำจากโลหะมากกว่าซิลิคอนในขณะที่ "เกตออกไซด์" - ชั้นฉนวนที่ควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนภายในทรานซิสเตอร์ - จะทำจากอะไรบางอย่าง นอกเหนือจากซิลิกอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นวัสดุทางเลือกมานานหลายทศวรรษ

ประตูออกไซด์ใหม่นั้นหนาประมาณสองเท่าเหมือนกับเกตออกไซด์ที่ทำจากซิลิกอนไดออกไซด์ แต่จะทำตัวเหมือนเป็นชั้นที่บางกว่าและมีประสิทธิภาพสูงกว่า นอกจากประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นแล้วชั้นหนาที่ทำจากวัสดุที่ยังไม่ถูกเปิดเผยจะรั่วไหลไฟฟ้าน้อยลง

“ จากมุมมองทางไฟฟ้านักออกแบบไม่สามารถบอกความแตกต่างได้” การ์จีนี่กล่าว

การเสริมซิลิคอนในลักษณะนี้จะช่วยให้วิศวกรสามารถพัฒนาชิปที่ทำโดยใช้กระบวนการ 22 นาโนเมตร (นาโนเมตรหนึ่งในพันล้านเมตร) ซึ่งควรเริ่มในปี 2554 หรือ 2555 อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพจะต้องได้รับการปรับปรุงอีกครั้งภายในปี 2558

จากนั้นผู้ออกแบบจะเข้าสู่ยุค "โซลูชั่นครบวงจร" ซึ่งผู้ผลิตชิปจะเข้ามาแทนที่ประตูทรานซิสเตอร์ด้วยวัสดุที่แตกต่างกันเช่นท่อนาโนคาร์บอนหรือท่อนาโนคาร์บอน

“ ซิลิคอนยังคงเป็นสารตั้งต้นสำหรับการสร้างอุปกรณ์เหล่านี้” Ken David ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยส่วนประกอบในกลุ่มเทคโนโลยีและการผลิตของ Intel กล่าว อย่างไรก็ตามส่วนประกอบพื้นฐานมากมายภายในทรานซิสเตอร์คล้าย CMOS เหล่านี้จะแตกต่างกันอย่างมากเช่นเดียวกับกระบวนการผลิตจำนวนมาก

นวนิยายของ nanotech
ท่อนาโนคาร์บอนสามารถทำหน้าที่ได้หลายอย่างภายในชิปในอนาคต ท่อนาโนบางประเภทสามารถใช้ภายในทรานซิสเตอร์เพื่อควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนโดยแทนที่ซิลิคอน นอกจากนี้ท่อนาโนที่แตกต่างกันเล็กน้อยสามารถแทนที่ทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อลวดทองแดง โดยทั่วไปวัสดุที่ให้มา (คาร์บอน) จะไม่ทำตัวเหมือนสารกึ่งตัวนำเช่นซิลิกอนหรือโลหะเช่นทองแดง คุณสมบัติของท่อนาโนเปลี่ยนไปตามวิธีการจัดเรียงอะตอมแม้ว่าทั้งหมดจะทำจากคาร์บอน มันเป็นหนึ่งในนวัตกรรมใหม่ของนาโนเทคโนโลยี

หลอดสามารถใช้เพื่อ การใช้ท่อนาโนภายในทรานซิสเตอร์หรือเพื่อเชื่อมต่ออาจไม่เกิดขึ้นในชิปจนถึงปี 2555 หรือ 2558 เดวิดคาดการณ์ แต่พวกเขาอาจเริ่มทำหน้าที่เป็นวิธีทำให้พีซีเย็นลงก่อนหน้านี้