Intel prohlašuje: Je tu zásadní průlom ve výrobě tranzistorů

A nejen to! Má to prý být největší revoluce v počítačových čipech za posledních 40 let. A co k tomu firmu vede? Zásadní inovace základní konstrukce tranzistorů, při níž Intel k výrobě izolačních vrstev a přepínacích hradel použil dva nové materiály. K dispozici je už první třetina z patnáctky funkčních prototypů procesorů, které pro 45nm výrobní technologii firma připravuje.
Větší foto.

Intel předpokládá, že se výroba funkčních procesorů prvních produktů nové řady zatím kódově označované „Penryn“ rozeběhne někdy ve druhé polovině tohoto roku. Na prototypech zatím běží operační systémy Windows Vista, Mac OS X, Windows XP a Linux a celá řada speciálních aplikací.

Novinka se má stát základem nové generace vícejádrových procesorů Intel Core 2 Duo, Core 2 Quad a Xeon. Také další desetiletí by tak měl být –podle prohlášení Intelu – v platnosti Moorův zákon – axiom technologického průmyslu, který počítá se zdvojnásobením počtu tranzistorů každé dva roky.

„Implementace vysoce izolačních a speciálních kovových materiálů představuje největší změnu ve výrobě tranzistorů od zavedení MOS tranzistorů s polykrystalickým křemíkovým hradlem koncem šedesátých let minulého století,“ uvedl Gordon Moore, jeden ze zakladatelů Intelu.

Oxid křemičitý (SiO2) se používá k izolaci křemíkového hradla více než 40 let. Důvodem je jeho snadná výroba a možnost průběžného zvyšování výkonu tranzistoru ztenčováním vrstvy. Intelu se podařilo tuto dielektrickou vrstvu úspěšně ztenčit až na tloušťku 1,2 nm, což odpovídá pěti atomárním vrstvám, a použila ji v současné 65nm výrobní technologii. Ovšem další ztenčování vedlo ke zvýšeným únikům elektronů a příslušnému zvyšování odběru elektrického proudu a neúnosně se zvyšujícímu zahřívání.

A právě to se v celém odvětví považuje za jednu z nejnáročnějších technických překážek dalšího rozvoje podle Moorova zákona. V rámci řešení tohoto problému Intel vyměnil oxid křemičitý za ještě tenčí vrstvu slitiny hafnia s vysokou dielektrickou konstantou (high-k), která snížila svodové proudy ve srovnání s dnes používaným SiO2 více než desetinásobně.
Protože nový materiál není kompatibilní s dosud používanými elektrodami hradla, tvoří druhou část cesty k 45nm tranzistoru další vývoj i v této oblasti. Vzhledem k tomu, že se na některé používané slitiny vztahuje výrobní tajemství, oznámil Intel jen tolik, že bude na elektrodách tranzistorových hradel používat kombinaci různých kovových materiálů.

A na závěr malé srovnání opět podle Intelu: na jednu buňku lidské červené krvinky by se vešlo zhruba 400 kusů 45nm tranzistorů. A protože přesně před 10 lety byla špičkou 250nm technologie, znamená to, že tehdejší tranzistory byly zhruba 5,5x delší a měly 30x větší plochu.

Původní znění zprávy najdete na Scienceworldu zde.

Foto: Intel