Гонка в полупроводниковом микромире продолжается
IBM объявила о разработке в содружестве со своими партнерами — AMD, Chartered Semiconductor Manufacturing, Freescale, Infineon и Samsung — новой технологии, позволяющей перейти к производству следующего поколения компьютерных микрочипов по 32-нм технологическому процессу.
Принципиальным новшеством здесь является материал транзисторного затвора — не кремниевый, а металлический с высокой диэлектрической постоянной k (технология «high-k/metal gate»). По данным разработчиков, это позволяет уменьшить ток утечки транзистора и тем самым сократить тепловыделение, обуславливающее недопустимый перегрев микрочипа, состоящего из сотен миллионов (а в дальнейшем и миллиардов) транзисторов.
Новая разработка имеет принципиальный характер, ибо позволяет мировой микроэлектронике выйти из тупика, в который, как еще недавно полагали эксперты, зашел процесс дальнейшей миниатюризации микрочипов. Напомним, что до сих пор (вот уже более сорока лет) в транзисторном затворе использовался диоксид кремния (SiO2). Миниатюризация транзисторов требовала всё большего уменьшения подзатворного слоя, что приводило к увеличению тока утечки. Применение же вместо диоксида кремния нового материала (при той же толщине слоя), как ожидается, позволит сократить утечку тока не менее чем в сто раз. По заявлению IBM, новая технология даст возможность выпускать процессоры, размеры которых будут на 50 % меньше, чем у моделей, созданных по 45-нм процессу. При этом их энергопотребление сократится на 45%.
В настоящее время IBM совместно со своими партнерами уже разработала по 32-нм технологии ячейку статической памяти с произвольным доступом SRAM, которая станет ключевым компонентом микропроцессоров следующего поколения. В свою очередь, партнеры корпорации заявили, что ими создана технология SoI (Silicon-on-Insulator — кремний на изоляторе) по 32-нм процессу, позволяющая разрабатывать высокопроизводительные приложения.
Предлагаемая IBM новая технология внедрения под названием «high-k gate-first», по замыслу ее создателей, предоставит клиентам (производителям микросхем) упрощенный и быстрый способ миграции на 32-нм процесс с сохранением преимуществ нового поколения микропроцессоров, включающих увеличение производительности и снижение ими энергопотребления. Кстати, по оценкам экспертов Gartner, создание завода для выпуска микрочипов по 32-нм технологии обойдется в 3–3,5 млрд. долл.
Ожидается, что область применения микрочипов на основе 32-нм технологии будет весьма широка — от компьютерных микросхем с низким энергопотреблением, предназначенных для беспроводных устройств (мобильные телефоны, ноутбуки, карманные компьютеры и т. п.), до высокопроизводительных микропроцессоров, которые можно будет использовать в игровых аппаратах и вычислительных центрах предприятий.
Как планируется, первые промышленные микрочипы, полученные по 32-нм технологии, будут доступны партнерам IBM, входящим в альянс, а также клиентам корпорации (производителям микросхем) уже во второй половине 2009 г. Intel также стремится выйти на рынок со своими 32-нм микропроцессорами в том же году, так что гонка в полупроводниковом микромире продолжается.
Следует отметить, что детали нового техпроцесса («high-k/metal gate») IBM не разглашает, в то время как Intel, идущая в том же направлении создания 32-нм технологии производства микроэлектроники, объявила еще в начале 2007 г. об использовании в качестве нового материала транзисторного затвора редкоземельного металла гафния (диэлектрики на основе оксида гафния обладают высокой диэлектрической постоянной и перспективны для микроэлектроники). Кстати, Intel намерена использовать этот материал в качестве транзисторного «металлического» затвора при производстве процессоров по 45-нм технологии. Отличие подхода IBM состоит в том, что уже при изготовлении микрочипов по 45-нм процессу можно будет применять иммерсионную литографию, а это позволит использовать существующее литографическое оборудование и приведет соответственно к снижению затрат при внедрении.
