Kompaktnejši računalniški čipovi: Transistor je osvojil tretjo dimenzijo

Ta inovacija, ki jo vodijo raziskovalci iz raziskovalnega centra IBM v Albanyju v New Yorku, pomeni velik korak naprej pri miniaturizaciji, saj omogoča, da se na čip velikosti poštne znamke prilega do 100 milijard tranzistorjev.

Prvi integrirani krog, ki ga je leta 1958 ustvaril Jack Kilby, je vseboval le štiri tranzistore in je bil približno velikosti papirnate sponke. Do leta 2000 so se najmanjše strukture na procesorju Pentium IV skrčile na 100 nanometrov.

Do nedavnega je bila glavna metoda za zmanjšanje velikosti tranzistorja uporaba krajših valovnih dolžin svetlobe v postopkih fotolitografije. 5 nanometrov omogoča ustvarjanje značilnosti, ki so majhne do približno sedem nanometrov.

Da bi premagali te omejitve, so IBM-jevi raziskovalci sprejeli tridimenzionalni pristop k arhitekturi čipov. Namesto da bi razporedili tranzistore v ravno, dvodimenzionalno postavitev, so več tankih plasti polprevodniškega materiala postavljeni navpično. Vsaka plast je obdana z elektrodo vrat, ki nadzoruje pretok toka skozi tranzistor. Ta zasnova omogoča boljši nadzor nad električnimi tokovi, kar znatno zmanjšuje neželene uhajanja. Prav tako omogoča gosto razporeditev tranzistorjev, kar poveča število, ki jih je mogoče namestiti na določenem območju. Posamezni tranzistorji so več nanometrov, zaradi česar so med najmanjši, ki so jih kdajkoli proizvedli.

Ta napredek temelji na prejšnjem delu iste ekipe. IBM je pred petimi leti predstavil prototip čipa, ki uporablja podobno strukturno strukturo, dosega najmanjšo velikost dveh nanometrov in ima 50 milijard tranzistorjev na čipu, ki je manjši od nohtov.

Uspeh novega čipov IBM kaže, da bi lahko tridimenzionalne arhitekture postale ključna strategija za premagovanje fizičnih omejitev tradicionalnih dvodimenzionalnih oblik.