Intel представила новую технологию проектирования транзисторов

Было объявлено, что специалисты компании уже используют два совершенно новых материала для создания изоляционных стенок и логических затворов транзисторов на основе 45-нанометрового производственного процесса.

Многоядерные процессоры семейств Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad и Intel Xeon следующего поколения будут содержать сотни миллионов таких микроскопических транзисторов, или электронных переключателей. Корпорация Intel также заявила, что уже располагает работоспособными опытными образцами пяти процессоров из 15 своих будущих продуктов, выпуск которых запланирован с применением новой 45-нанометровой производственной технологии.

Использование новых транзисторов позволит достигнуть новых уровней производительности процессоров для настольных ПК, ноутбуков и серверов, обеспечив при этом существенное сокращение тока утечки. Новая технология позволит не только уменьшить размеры процессоров, но и снизить энергопотребление, уровень шума и стоимость ПК. Этот фундаментальный технологический прорыв Intel также создает уверенность в том, что закон Мура, постулат индустрии высоких технологий, который гласит, что количество транзисторов в микросхеме удваивается примерно каждые два года, не потеряет своей актуальности и в следующем десятилетии.

Специалисты корпорации уверены, что создание первых работоспособных прототипов процессоров, произведенных по 45-нанометровой технологии, позволило опередить других игроков из полупроводниковой промышленности более чем на год. Эти новые процессоры Intel относятся к семейству 45-нанометровой продукции следующего поколения под кодовым наименованием Penryn. Изготовленные опытные образцы процессоров предназначены для пяти различных сегментов компьютерного рынка, на них успешно была протестирована работа ОС Windows Vista, Mac OS X, Windows XP и Linux, а также различных приложений. Как и было запланировано ранее, корпорация Intel намерена начать массовый выпуск продукции на основе 45-нанометровой производственной технологии во второй половине текущего года.

По словам пресс-службы компании, Intel первой в индустрии начала использовать инновационное сочетание новых материалов, которое позволяет значительно сократить токи утечки транзисторов и повысить их производительность, в своей 45-нанометровой производственной технологии. Для создания диэлектрика затвора транзистора применяется новый материал называемый high-k, а для электрода затвора транзистора использовано новое сочетание металлических материалов.

«Начало применения таких новых материалов как high-k и металл знаменует самое большое изменение в технологии создания транзисторов с конца 60-х годов прошлого века, когда появились МОП-транзисторы с затворами из поликристаллического кремния», – считает Гордон Мур (Gordon Moore), один из со-основателей корпорации Intel и автор одноименного закона, по сей день определяющего развитие полупроводниковой индустрии.

Транзисторы – это миниатюрные переключатели, с помощью которых реализуются «нули» и «единицы», принятые в цифровом мире. Затвор предназначен для включения и выключения транзистора. Во включенном состоянии транзистор пропускает ток, а в выключенном – нет. Диэлектрик затвора расположен под электродом затвора. Он предназначен для изоляции затвора, когда ток проходит через транзистор. Сочетание металлических затворов и диэлектриков из материала high-k позволяет создавать транзисторы с очень низким током утечки и рекордной скоростью переключения.

«В то время как количество транзисторов, размещаемых на одном кремниевом кристалле, постоянно растет, вся наша отрасль продолжает искать решения для борьбы с токами утечки, – отметил Марк Бор (Mark Bohr), старший заслуженный инженер-исследователь корпорации Intel. – Работая в этом направлении, наши инженеры и конструкторы добились значительных успехов, которые упрочат передовые позиции для продукции Intel и разрабатываемых компанией инноваций. Применение новаторских транзисторов с затворами на базе диэлектриков high-k и металлических электродов в сочетании с 45-нанометровой производственной технологией позволит корпорации Intel выпускать еще более быстрые и энергосберегающие многоядерные процессоры, которые вдохнут новую жизнь в наши успешные семейства продукции Intel Core 2 и Intel Xeon. Кроме того, этот технологический прорыв является гарантией того, что закон Мура будет справедлив и в следующем десятилетии».

Чтобы оценить размеры новых транзисторов, можно провести несколько сравнений. Например, на поверхности, равной площади красной кровяной клетки человека, можно разместить 400 транзисторов Intel, изготовленных по 45-нанометровой технологии. Новые транзисторы Intel имеют в 5,5 раз меньший размер и занимают в 30 раз меньшую площадь, чем транзисторы десятилетней давности, которые изготовлялись с применением самой современной на то время 250-нанометровой технологии производства.

В соответствии с законом Мура количество транзисторов на кристалле удваивается каждые два года. Этот закон открывает огромные возможности для внедрения инноваций, повышения степени интеграции, добавления новых функций, увеличения количества вычислительных ядер, повышения производительности, снижения производственных затрат и стоимости одного транзистора. Но чтобы сохранить такой темп инноваций, необходимо постоянно уменьшать размеры транзисторов. К сожалению, возможности традиционных материалов практически исчерпаны, поскольку при достижении атомных масштабов увеличивается тепловыделение и начинают действовать фундаментальные физические ограничения. Поэтому применение новых материалов позволит продлить действие закона Мура и даст начало новому этапу информационной эры.