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Intel fabricará transistores tridimensionales
Intel ha mostrado el diseño de su próxima generación de chips. El nuevo diseño de transistor, que utiliza una puerta tridimensional en lugar de una plana, entrará en producción en las fábricas de la empresa durante el próximo año. La compañía dice que la estructura tridimensional permitirá a la compañía duplicar la densidad de sus chips al mismo tiempo que proporciona ganancias de rendimiento y un menor consumo de energía. El diseño se implementará primero en los chips de procesador Core de la empresa, que se utilizan para computadoras de escritorio. Después de eso, se integrarán en la línea de chips portátiles y móviles de Intel, llamada Atom.
Intel dice que la fabricación del chip será la primera producción en gran volumen de transistores tridimensionales. Los nuevos chips son un 37 por ciento más rápidos que los actuales de la compañía cuando operan a bajos voltajes para mantener bajo el consumo de energía. Y requieren la mitad de potencia para funcionar a una velocidad de conmutación determinada. El consumo de energía es importante en los dispositivos portátiles porque determina cuánto dura la batería. También es crucial en las granjas de servidores que consumen mucha energía y que conforman la nube.
Los mejores chips del mercado actual utilizan transistores planos de 32 nanómetros de tamaño. La próxima generación utilizará transistores de 22 nanómetros. Para incluir más potencia de procesamiento en ese tamaño más pequeño sin enviar los requisitos de energía por las nubes, la empresa tuvo que cambiar a un nuevo diseño. La dificultad para escalar el dispositivo plano se estaba volviendo extrema, dice William Holt , gerente general del grupo de tecnología y fabricación de Intel. Los chips de 22 nanómetros de la compañía estarán hechos completamente de transistores tridimensionales.
A medida que se hacen cada vez más pequeños, los transistores convencionales están sujetos a un problema llamado fuga. Esto significa que cuando el transistor está apagado, todavía fluye una pequeña cantidad de corriente. Esto conduce a errores y consume energía. Intel dice que el diseño tridimensional está menos sujeto a este problema.
Los transistores convencionales utilizan un electrodo metálico, llamado puerta, para controlar el flujo de electrones a través de un canal plano en el sustrato de silicio. Cuando la corriente aplicada por la puerta es lo suficientemente alta, los electrones fluyen a través del canal entre la fuente y los electrodos de drenaje. El diseño tridimensional de Intel tiene estos mismos elementos básicos. Pero en lugar de ser plano, el canal es una aleta elevada de silicio rodeada por tres lados por la puerta. Esto permite una conexión más íntima entre la puerta y el canal, y eso a su vez permite un mejor control, reduciendo en gran medida las fugas. Al conectar un juego de electrodos a múltiples aletas en un solo transistor, la compañía puede fabricar transistores que operan con una mayor corriente de excitación, una ventaja para un funcionamiento de alto rendimiento.
Construir: El transistor de 32 nanómetros de la izquierda se utiliza actualmente en los chips de Intel; El nuevo transistor tridimensional de 22 nanómetros de la empresa está a la derecha. En el nuevo transistor, las compuertas se cruzan con aletas de silicio que se levantan de la superficie del chip e interactúan con la compuerta en tres lados, un diseño que da como resultado una menor fuga de corriente.
La compañía ha estado desarrollando el transistor de tres puertas desde 2002. El verdadero desafío ha sido prepararlo para la fabricación, dice Mark Bohr, miembro senior de Intel. Bohr especula que la compañía tiene una ventaja de tres años sobre otros fabricantes de chips con esta tecnología.
Intel dice que la producción de transistores tridimensionales no requerirá ninguna tecnología de fabricación nueva. Los pasos adicionales de grabado conducirán a un pequeño aumento de los costes de producción.
La compañía dice que el diseño tridimensional se ampliará aún más a la próxima generación de chips, que utilizará transistores de 14 nanómetros. Más allá de eso, necesitará algo nuevo. Realmente estamos en una era en la que ya no podemos reducir el tamaño de los transistores y esperar beneficios significativos, dice Bohr. Tenemos que innovar e inventar continuamente nuevas estructuras y materiales.