IBM-ի կոնցեպտուալ նանոթերթային տրանզիստորը ցույց է տվել ազոտի եռման ջերմաստիճանում կատարողականի մոտ երկու անգամ բարձրացում: Ակնկալվում է, որ այս ձեռքբերումը կհանգեցնի մի շարք տեխնոլոգիական առաջընթացի և կարող է ճանապարհ հարթել նանոթերթային տրանզիստորները FinFET տրանզիստորներով փոխարինելու համար: Նույնիսկ ավելի հետաքրքիր է, որ դա կարող է հանգեցնել չիպերի ավելի հզոր դասի զարգացմանը:
Հեղուկ ազոտը լայնորեն օգտագործվում է կիսահաղորդիչների արտադրության գործընթացում՝ ջերմությունը հեռացնելու և իներտ միջավայր ստեղծելու կրիտիկական գործընթացների տարածքներում: Այնուամենայնիվ, երբ այն հասնում է իր եռման կետին, որը կազմում է 77 Կելվին կամ -196 °C, այն այլևս չի կարող օգտագործվել որոշ տարածքներում, քանի որ ներկայիս սերնդի նանոթերթային տրանզիստորները նախատեսված չեն նման ջերմաստիճաններին դիմակայելու համար:
Այս սահմանափակումը ցավալի է, քանի որ տեսականորեն ենթադրվում էր, որ չիպերը կարող են բարելավել իրենց աշխատանքը նման միջավայրում: Այժմ այդ հնարավորությունը կարող է իրականացվել, ինչի մասին վկայում է IBM-ի կոնցեպտուալ նանոթերթային տրանզիստորը, որը ներկայացված է 2023 թվականին Սան Ֆրանցիսկոյում այս ամիս անցկացված IEEE էլեկտրոնային սարքերի միջազգային հանդիպման ժամանակ:
Հայեցակարգային տրանզիստորը ցույց տվեց գրեթե կրկնակի արդյունավետություն ազոտի եռման կետում` համեմատած 300 Կ սենյակային ջերմաստիճանի հետ: Այս կատարողականի աճը վերագրվում է կրիչի ավելի քիչ ցրմանը, ինչը հանգեցնում է էներգիայի ավելի ցածր սպառման: Էլեկտրաէներգիայի սպառման կրճատումը կարող է օգնել նվազեցնել չիպի չափը՝ նվազեցնելով տրանզիստորի լայնությունը: Իրոք, այս զարգացումը կարող է հանգեցնել նոր դասի բարձր արդյունավետությամբ IC-ների, որոնք նախատեսված են հեղուկ ազոտի սառեցմամբ՝ առանց IC-ի գերտաքացման:
Նանաշերտ տրանզիստորների IBM-ի հայեցակարգը կարող է նաև դեր խաղալ FinFET-ների ակնկալվող փոխարինման մեջ նանաշերտ տրանզիստորներով, քանի որ վերջիններս, ամենայն հավանականությամբ, ավելի լավ կբավարարեն 3 նմ չիպերի տեխնիկական կարիքները: Նանաշերտ տրանզիստորների առավելությունները FinFET-ների նկատմամբ, ընդհանուր առմամբ, ներառում են ավելի փոքր չափսեր, բարձր հսկողության հոսանք, ցածր փոփոխականություն և ամբողջ պարագծային դարպասի կառուցվածք: Բարձր հսկողության հոսանքը ձեռք է բերվում նանոթերթերը կուտակելով: Ստանդարտ տրամաբանական բջիջում հաղորդման ալիքները նանոթերթի տեսքով դրված են մի տարածքում, որտեղ կարող է տեղավորվել միայն մեկ FINFET կառուցվածքը:
Մենք կարող ենք ակնկալել, որ նանոթերթային տրանզիստորները իրենց դեբյուտը կունենան արդյունաբերության մեջ 2 նմ դասի հանգույցներով, ինչպիսիք են TSMC N2-ը և Intel 20A-ն: Դրանք օգտագործվում են նաև IBM-ի առաջին 2 նանոմետրանոց նախատիպի պրոցեսորում:
Ակնհայտ է, որ չիպերի արտադրության տեխնոլոգիայում ավելի փոքրը միշտ էլ ավելի լավ է, և այստեղ նույնպես նանաշերտ տրանզիստորները կզարգացնեն արդյունաբերությունը:
Նանոհամակարգի ճարտարապետությունը թույլ է տալիս IBM-ին 50 միլիարդ տրանզիստորներ տեղադրել մատի եղունգի չափ տարածության մեջ, ըստ IBM-ի ավագ հետազոտող Ռուչյան Բաոյի: Մի խոսքով, նանոթերթի տեխնոլոգիան կհանդիսանա մասշտաբային տրամաբանական սարքերի անբաժանելի մասը, ինչպես շեշտում է IEEE-ն:
Կարդացեք նաև.