Fejlesztési fázisban az Intel újfajta tranzisztorai

A cég bejelentette, hogy a háromkapus tranzisztor a kutatási fázisból átkerült a fejlesztési fázisba. Az újfajta háromdimenziós (3D) tranzisztor segítségével a cég továbbra is érvényben tudja tartani Moore törvényét és a jövőben még nagyobb teljesítményű, alacsonyabb fogyasztású processzorokat fog gyártani.

További bejelentések is történtek a cég kutatási eredményeiről a digitális CMOS rádiók vonatkozásában. Az Intel alacsony költségű gyártástechnológiai folyamataival alacsony fogyasztású, nagyteljesítményű áramköröket szándékozik gyártani a jövőben. A gyors tranzisztorok a nagyteljesítményű microprocesszorok legfontosabb építőelemei. Tavaly az Intel kutatói már bejelentették, hogy sikeresen lecsökkentették a háromkapus tranzisztor méretét (kapuhosszban mérve) 60 nanométerről 30-ra. A kisebb kapuhosszú tranzisztorok gyorsabb kapcsolásra képesek, vagyis végső soron gyorsabb microprocesszorok építhetők belőlük.

“Legújabb kutatásaink azt jelzik, hogy háromkapus tranzisztorunkat méretezhetősége, teljesítménye és kiváló gyárthatósága akár már 2007-re is lehetővé teszi a nagy volumenű gyártást a 45 nanométeres gyártási technológiával” – jelentette ki Sunlin Chou, az Intel technológiai és gyártási csoportjának vezető alelnöke és igazgatója. “Az eredmények a nem planáris, 3D tranzisztorstruktúrákat a nanotechnológia legizgalmasabb újításaivá teszik, amelyek alapján további méretcsökkentésre leszünk képesek a szilícium alapú eszközök terén és még tovább életben tarthatjuk Moore törvényét.”

Az Intel háromkapus tranzisztora újfajta, háromdimenziós kapuszerkezetet alkalmaz – leginkább egy függőleges oldalú megemelt platóra hasonlít -, amely lehetővé teszi, hogy az elektromos jelek a tranzisztorkapu tetején és oldalain egyaránt haladjanak. Ez gyakorlatilag megháromszorozza az elektromos jelek útját, ami kicsit hasonló ahhoz, mintha egy egysávos utat háromsávosra bővítenénk – azonban mégsem foglal el annyi helyet. Ily módon a háromkapus tranzisztor sokkal nagyobb teljesítményre képes, mint a mai planáris (lapos) tranzisztorok.

Az Intel háromkapus tranzisztora úgy készült, hogy nagy volumenben is gyártható legyen, amely igen fontos tényező, amikor a fejlesztési fázisból átkerül a gyártási fázisba. A háromkapus tranzisztorterv ezen felül megoldást nyújt az egyre nagyobb elszivárgás problémájára, amely folyamatosan nő, ahogy a CMOS eszközök mérete egyre csökken. Egyedi szerkezete révén a háromkapus tranzisztor elszivárgása sokkal kisebb, mint egy hasonló méretű planártranzisztoré. Az Intel a háromkapus tranzisztortervet a kutatási fázisból áthelyezte a fejlesztési fázisba és kísérleti eszközöket már sikeresen gyártott az Intel 300 milliméteres szeletekkel dolgozó hillsborói (Oregon állam) gyárában, a Fab D1C-ben.

Intel CMOS rádiós kutatások
Szintén a VLSI rendezvényen számolt be az Intel a szilíciumrádiók terén elért új kutatási eredményekről. A cég célja, hogy felgyorsítsa a számítási és kommunikációs technológiák konvergenciáját azáltal, hogy a rádiókat ugyanazzal az alacsony költségű CMOS gyártási folyamattal készíti, mint amelyet a nagy tételben és nagy kihozatallal gyártott mikroprocesszoraihoz és lapkakészleteihez használ. A jövőben a rádiók várhatóan az Intel lapkáiba lesznek beágyazva annak érdekében, hogy a rájuk épülő eszközök azonnal képesek legyenek vezeték nélküli kommunikációra is.

Az Intel kutatói beszámoltak arról, hogy sikeresen fejlesztettek ki egy jó minőségű, 5 gigahertzen működő, a cég CMOS folyamatával készített oszcillátort (ez az a frekvencia, amin a 802.11a működik). Az 5 gigahertzes jel használható a 2,4 gigahertzes sáv jeleinek előállításához is (ez az a frekvencia, amin a 802.11b és g működik). Az oszcillátor olyasmi, mint egy szívritumusszabályozó a rádió számára: ez határozza meg, hogy milyen frekvencián kerülnek a jelek fogadásra és továbbításra. Az Intel kifejlesztett továbbá egy 10 gigahertzes működő szintézert is, amellyel a rádiók a meglévő megoldásoknál lényegesen gyorsabban tudnak csatornákat váltani. A csatornák gyors váltása és figyelése segít abban, hogy a rádió az adott környezetben rendelkezésre álló legjobb spektrumot használja ki.

Végső soron mindez nagyobb sávszélességet, szélesebb körű lefedettséget és nagyobb megbízhatóságot fog jelenteni a felhasználók vezeték nélküli kapcsolataiban. Az alap rádiós alkatrészek általában főleg analóg gyártási technológiákkal készülnek. Az Intel azonban 0,18 mikronos digitális CMOS gyártási folyamatát használta az oszcillátor és a szintézer készítéséhez. Az analóg rádiós alkatrészek digitális gyártási folyamattal történő elkészítésével az Intel azt tervezi, hogy a jövőben leszorítja a termékek vezeték nélküli funkciókkal való kibővítésének költségeit.

Alacsonyabb fogyasztású, nagyobb teljesítményű áramkörök
Végezetül az Intel alacsonyabb fogyasztású, nagyobb teljesítményű áramkörökről számolt be. Ahogy a tranzisztorok egyre kisebbé válnak, az olyan problémák, mint az elszivárgási teljesítmény, a hőleadás és a tranzisztorok variációja, egyre komolyabb kihívásokat jelentenek. Az Intel kutatói olyan technológiákon dolgoznak, amelyekkel ezek a hatások minimalizálhatók, illetve megnövelhető a feldolgozás hatékonysága nagyobb teljesítményű, ugyanakkor kevesebbet fogyasztó és kevesebb hőt termelő processzorokkal. A végső cél a Moore-törvény érvényének fenntartása, valamint az energiagazdaságosabb számítástechnika felé vezető út kikövezése.