IBM Research Alliance gradi novi tranzistor za 5 nm tehnologiju



IBM, its Research Alliance partners GLOBALFOUNDRIES and Samsung, and equipment suppliers have developed an industry-first process to build silicon nanosheet transistors that will enable 5 nanometer (nm) chips. The details of the process will be presented at the 2017 Symposia on VLSI Technology and Circuits conference in Kyoto, Japan. In less than two years since developing a 7 nm test node chip with 20 billion transistors, scientists have paved the way for 30 billion switches on a fingernail-sized chip.

Rezultat povećanja performansi pomoći će ubrzavanju kognitivnog računanja, Interneta stvari (IoT) i drugih aplikacija koje zahtijevaju značajku prijenosa podataka isporučenih u oblaku. Ušteda energije mogla bi značiti i da bi baterije u pametnim telefonima i drugim mobilnim proizvodima mogle trajati dva do tri puta duže od današnjih uređaja, prije nego što ih je potrebno puniti.

Znanstvenici koji rade kao dio istraživačkog saveza pod vodstvom IBM-a na Fakultetima NanoTech Science and Engineering NanoTech Complex NanoTech u Albanyju u Albanyju, NY, postigli su proboj pomoću snopa silikonskih nanošara kao strukture uređaja tranzistora, umjesto standardnog FinFET arhitekturu, koja je nacrt za industriju poluvodiča naviše kroz 7 nm čvornu tehnologiju.

'Kako bi poslovanje i društvo u narednim godinama udovoljili zahtjevima kognitivnog i računalnog oblaka, napredak u tehnologiji poluvodiča je ključan', rekao je Arvind Krishna, stariji potpredsjednik, Hybrid Cloud i direktor, IBM Research. 'Zato IBM agresivno slijedi nove i drugačije arhitekture i materijale koji guraju granice ove industrije i dovodi ih na tržište u tehnologijama poput mainframe i naših kognitivnih sustava.'
Demonstracija silikonskog nanosheet tranzistora, detaljno opisana u radu Istraživačkog saveza Stacked Nanosheet Gate-All-Around Transistor kako bi se omogućilo skaliranje izvan FinFET-a, a objavio ga VLSI, dokazuje da su čipovi od 5 nm mogući, snažniji i ne previše udaljeni u budućnosti ,

U usporedbi s vodećom 10nm tehnologijom dostupnom na tržištu, nanošast tehnologija sa 5 nm može pružiti poboljšanje performansi od 40 posto kod fiksne snage ili 75 posto uštede energije pri usklađenim performansama. Ovo poboljšanje omogućuje značajan poticaj ispunjavanju budućih zahtjeva sustava umjetne inteligencije (AI), virtualne stvarnosti i mobilnih uređaja.

Izgradnja novog prekidača
'Ova je najava najnoviji primjer istraživanja svjetske klase koje se nastavlja pojavljivati ​​iz našeg revolucionarnog javno-privatnog partnerstva u New Yorku', rekao je Gary Patton, CTO i voditelj svjetskog istraživanja i razvoja u GLOBALFOUNDRIES. „Kako napredujemo prema komercijalizaciji 7 nm u 2018. godini u našem proizvodnom pogonu Fab 8, aktivno slijedi tehnologija nove generacije na 5 nm i više kako bi održala tehnološko liderstvo i omogućila našim kupcima proizvodnju manje, brže i isplativije generacije poluvodiči.”

IBM Research istražuje tehnologiju poluvodiča nanosheet više od 10 godina. Ovo je djelo prvi u industriji koji je pokazao izvedivost dizajniranja i izrade složenih nanosheet uređaja s električnim svojstvima koji su superiorniji od FinFET arhitekture.

Taj isti ekstremni ultraljubičasti (EUV) litografski pristup korišten je za izradu 7nm test čvora i njegovih 20 milijardi tranzistora primijenjeno je na arhitekturu nanosheet tranzistora. Korištenjem EUV litografije, širina nanosheetina može se kontinuirano prilagođavati, a sve unutar jednog proizvodnog procesa ili dizajna čipova. Ova prilagodljivost dopušta fino podešavanje performansi i snage za određene sklopove - što nije moguće s današnjom proizvodnjom arhitekture FinFET tranzistora, što je ograničeno njegovom visinom rebra. Stoga, iako FinFET čipovi mogu doseći 5 nm, jednostavno smanjenje količine prostora između peraja ne osigurava povećani protok struje za dodatne performanse.

'Današnja najava nastavlja suradnju javno-privatnog modela s IBM-om koji potiče liderstvo i inovacije države SUNY-Polytechnic, Albany i New York u razvoju tehnologija nove generacije', rekao je dr. Bahgat Sammakia, privremeni predsjednik Politehničkog instituta SUNY. „Vjerujemo da je omogućavanje prvog 5nm tranzistora značajna prekretnica za cijelu industriju poluvodiča jer nastavljamo gurati dalje od ograničenja naših trenutnih mogućnosti. Partnerstvo SUNY Poly-a s IBM-om i Empire State Development savršen je primjer kako industrija, vlada i akademska zajednica mogu uspješno surađivati ​​i imati širok i pozitivan utjecaj na društvo. '

Part of IBM's $3 billion, five-year investment in chip R&D (announced in 2014), the proof of nanosheet architecture scaling to a 5nm node continues IBM's legacy of historic contributions to silicon and semiconductor innovation. They include the invention or first implementation of the single cell DRAM, the Dennard Scaling Laws, chemically amplified photoresists, copper interconnect wiring, Silicon on Insulator, strained engineering, multi core microprocessors, immersion lithography, high speed SiGe, High-k gate dielectrics, embedded DRAM, 3D chip stacking and Air gap insulators.