Intel ha ridisegnato il transistor, questa volta in 3D

I transistor tridimensionali utilizzati per fabbricare chip con larghezza di banda di 22 nanometri forniscono una combinazione senza precedenti di consumo energetico ridotto e maggiore potenza.

Intel ha annunciato oggi un importante passo avanti nello sviluppo dei transistor, che sono gli elementi costitutivi della moderna microelettronica. Dall'invenzione dei transistor a base di silicio 50 anni fa, i transistor con una struttura tridimensionale sono stati i primi ad essere prodotti commercialmente. Intel sarà la prima ad utilizzare i cosiddetti Tri-Gate, o transistor a tre porte, nella sua tecnologia a semiconduttore a 22 nanometri per produrre processori con nome in codice Ivy Bridge. I transistor tridimensionali Tri-Gate rappresentano un cambiamento fondamentale rispetto ai transistor piani bidimensionali su cui fino ad oggi sono stati costruiti tutti i chip microelettronici.
"Gli scienziati e gli ingegneri di Intel hanno reinventato il transistor, questa volta sfruttando la terza dimensione", ha affermato Paul Otellini, presidente e CEO di Intel. Gli scienziati riconoscono da tempo l'utilità della struttura 3D nel mantenere il ritmo dettato dalla Legge di Moore anche quando la miniaturizzazione diventa difficile ai limiti a livello atomico del mondo fisico. Intel ha pubblicato per la prima volta i risultati della sua ricerca sui transistor a tre porte nel 2002 e l'essenza della svolta odierna è che Intel ha reso la nuova soluzione applicabile alla produzione di massa. Ciò aprì una nuova era per la legge di Moore, consentendo tutta una serie di sviluppi innovativi. La legge di Moore prevede che il numero di transistor integrati su un singolo chip di silicio raddoppierà all'incirca ogni due anni, grazie ai progressi nella tecnologia dei semiconduttori. Questo ritmo ha definito gli ultimi quattro decenni dell’industria dei semiconduttori.

La vecchia versione 3D è a sinistra e la nuova versione XNUMXD è a destra

Riduzione dei consumi e aumento delle prestazioni senza precedenti

I transistor 3D Tri-Gate consentono ai chip di funzionare a livelli di tensione più bassi, che possono aumentare drasticamente la potenza senza aumentare il consumo di energia o raggiungere un livello di potenza specifico con un consumo di energia molto più basso. Ciò offre ai progettisti di chip la libertà di decidere se puntare a prestazioni più elevate oa un consumo energetico inferiore, a seconda dell'area. I transistor a tre gate da 22 nanometri mostrano fino al 37 percento in più di potenza a basse tensioni rispetto ai transistor piani a 32 nanometri di Intel. Questo enorme progresso rende la tecnologia ideale per gli smartphone, poiché è possibile ottenere un enorme salto di prestazioni senza un aumento dei consumi. La nuova tecnologia raggiunge un determinato livello di prestazioni con circa la metà dei consumi.
"Il tasso di aumento delle prestazioni e diminuzione del consumo energetico raggiunto con gli esclusivi transistor 3D Tri-Gate di Intel non ha eguali", ha affermato Mark Bohr, ingegnere di Intel. “Questa pietra miliare va oltre il rispetto della legge di Moore. I vantaggi di una tensione e un consumo ridotti vanno ben oltre ciò che sperimentiamo tipicamente da una fase di generazione. Riteniamo che questa svolta aumenterà ulteriormente il vantaggio di Intel rispetto ad altri attori nel settore dei semiconduttori".
Grazie all'eccezionale piano estremamente sottile del transistor, possono essere integrati strettamente insieme, risolvendo il problema più urgente della miniaturizzazione, i limiti fisici del restringimento continuo delle strutture piatte: i transistor bidimensionali stanno diventando più sottili sotto tutti gli aspetti per aumentare la densità e potere. Allungando il piano verticalmente, la potenza può essere aumentata senza compromettere la densità dei transistor.

32 nm (sinistra) e 22 nm (destra)

La prima dimostrazione al mondo di transistor 22D a 3 nanometri

I transistor tridimensionali Tri-Gate saranno svelati con la prossima generazione di tecnologia di produzione a 22 nanometri di Intel, che l'azienda introdurrà alla produzione di massa nella seconda metà dell'anno, la prima al mondo. Per dimostrare la maturità della tecnologia, Intel ha presentato oggi anche gli esemplari del primo processore a 22 nanometri al mondo, nome in codice Ivy Bridge, e disponibile in laptop, desktop e server. Oltre all'Ivy Bridge, la famiglia Intel Atom beneficerà anche della tecnologia di produzione a 22 nanometri, migliorando ulteriormente l'integrazione dei processori Atom. I chip Atom a 22 nanometri forniranno prestazioni e funzionalità più elevate soddisfacendo al contempo i requisiti di potenza, costo e dimensioni dei dispositivi mobili.