Jaká bude realita jasné není, ale nový design vertikálních tranzistorů by mohl zefektivnit výkon tranzistorů a vrátit tak již téměř pohřbený Moorův zákon.
Současné polovodiče využívají takzvaný field-effect design tranzistorů (finFET), vertikální design IBM a Samsungu by mohl redukovat energetickou náročnost u chytrých telefonů až o těžko uvěřitelných 85 %.
Standardní chytrý telefon střední třídy by tak místo (sotva) jednoho dne mohl vydržet klidně i týden, a to při běžném používání.
Vysvětlení koncepu nového designu čipů v anglickém jazyce:
https://youtu.be/OF3Zwfu6Ngc
Oživování mrtvých (ale údajně živých) pravidel
Zefektivňování a násobení výkonu a úspornosti hardwaru se rychle ztěžuje. Už několik let neplatí takzvaný Moorův zákon – pravidlo, které říká, že počet tranzistorů umístěných na integrovaný obvod se zhruba každých 18 měsíců (původně, později upraveno na 2 roky) zdvojnásobí.
Legendy IT: Robert Noyce a Gordon Moore, spoluzakladatelé Intelu
Vlivem fyzických limitů zmenšování integrovaných obvodů však pravidlo legendárního Gordona Moorea už neplatí. Už v roce 1995 to ale Moore předvídal, a počítal s dalšími 10 až 20 lety fungování pravidla. První zpomalení přišlo v roce 2010, od roku 2018 výrobci tvrdí, že opět stíhají, to se ale děje pouze v rámci experimentální výroby, nikoli běžné sériové.
Zdroj: Pixabay
Ono také zmenšování už pomalu přestává být možné. IBM v květnu letošního roku vyvinulo 2nm čip, jehož některé části jsou údajně menší než je lidské DNA. To už je skutečně hranice fyzikálních možností výroby. Na 2nm čipu je 50 miliard tranzistorů.
Stará myšlenka, nové provedení
Vertikální skládání tranzistorů není novinkou. Už v roce 1967 ji odprezentoval John Szedon, a později z toho vznikla technologie 3D NAND, nebo také V-NAND (Toshiba v roce 2007, komerčně pak Samsung v roce 2013). Ta se využívá v oblasti flash pamětí.
Zdroj: Pixabay
Vertikální design IBM a Samsungu, VTFET (Vertical Transport Field Effect Transistors), se ale přeci jen liší. Místo klasického horizontální rozmístění tranzistorů na substrátovém disku (waferu) jsou tyto umístěny vertikálně – elektrický proud plyne vertikálně mezi vrstvami tranzistorů. To inženýrům umožňuje doslova „nacpat“ více tranzistorů na stejnou plochu než u metody finFET.
Podle IBM má VTFET potenciál Moorův zákon „udržet naživu“ ještě několik let. Jak jsme si řekli, je poněkud pochybné tvrdit, že je pravidlo vůbec ještě v platnosti, ale budiž. Samozřejmě, nejprve bude nutné čipy reálně vyvinout pro sériovou výrobu a prodej – a pak doufat, že nepřijde další čipová krize, a továrny budou moci chrlit další miliardy čipů pro naše elektronická zařízení.
Zdroj: IBM
