فناوری جدید IBM در ساخت تراشه های ۵nm
کوچکترین و پیشرفته ترین تراشه که در حال حاضر به صورت تجاری تولید می شود، از فناوری ۱۰nm برای ساخت آن استفاده شده است. اما آی بی ام در حال حاضر برنامه ای برای به نصف کاهش دادن آن یعنی ۵nm را پرده برداری کرد. برای ساخت چنین تراشه هایی با دور شدن از استاندارد معماری FinFET در حمایت از یک ساختار جدید که با توجه به چهار نانو صفحه که بر روی هم قرار دارند، توانست حدود ۳۰ میلیارد ترانزیستور را بر روی یک تراشه قرار دهد، اندازه این تراشه تنها به اندازه ناخن انگشت است که دستاورد قابل توجهی در تولید پردازنده های با قدرت و توانایی بیشتری را نوید می دهد.
نخست بار از سال ۱۹۷۰ با توجه به قانون مور قرار شد که هر دو سال یک بار تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه دو برابر شوند. این روند به خوبی اجرایی شد تا در سال های اخیر که به دلیل مشکلات ساختاری و تکنولوژیک کمی با کندی اجرایی شد. بهتر است بدانید که در لوازم الکترونیکی مصرفی امروزی هنوز از فناوری ۱۴nm در ساخت تراشه ها به صورت استاندارد استفاده می شود، اما پیشرفت هایی که شرکت هایی چون اینتل و سامسونگ در این سال ها بدست آورده اند منجر به تولید تراشه هایی با فناوری ۱۰nm شده است.
اما پیشرفت تکنولوژی هیچ گاه متوقف نمی شود، و در سال ۲۰۱۵ آی بی ام IBM پرده از تراشه هایی با فناوری ۷ نانومتر برداشت، که در رابطه با شرکت Global Foundries و سامسونگ منجر به تولید تراشه هایی شد که در نمونه اولیه آن حدود ۲۰ میلیارد ترانزیستور بر روی یک تراشه به اندازه ناخن انگشت منجر شد، و به لطف برخی از ترفندهای جدید تولیدی و مواد، انتظار می رود که این نوع ترانزیستور ها تا سال ۲۰۱۹ وارد بازار شوند.
نیمه هادی های که با استفاده از معماری FinFET تولید می شود، با استفاده از سه کانال حامل جریان احاطه شده اند که توسط یک لایه عایق از هم جدا شده اند که از حدود سال ۲۰۱۱ مورد استفاده قرار می گیرند. همانطور که از نام آن پیداست، این ترانزیستورها فین شکل هستند. اما همانطور که روزی این فناوری باعث پیشرفت بوده امروز موجب بروز مشکل در تولید شده است زیرا محدودیت هایی در کوچک شدن دارد به همین علت و به جای سه کانال، آی بی ام همین فناوری را با استفاده از ۴ کانال طراحی کرده است که می تواند سیگنال ها را از طریق چهار دروازه در یک بار به جای FinFET با سه دروازه ارسال کند.
این تکنیک با استفاده از اشعه ماورای بنفش قوی (EUV) بر روی لیتوگرافی صورت گرفته که می تواند الگوهایی را روی ویفر سیلیکونی با استفاده از طول موج بسیار بالاتر از نور معمولی نسبت به روش فعلی ایجاد کند. این بدان معناست که جزئیات ظریف تری را می توان در تراشه ایجاد کرد بر خلاف فرآیندهای لیتوگرافی موجود که باعث می شود قدرت و عملکرد تراشه را به طور مداوم در طول ساخت تنظیم کرد.
در مقایسه با تراشه های فعلی ۱۰ نانومتر، فناوری ۵ نانومتر قادر به بهبود عملکرد ۴۰ درصدی در قدرت و صرفه جویی ۷۵ درصدی در انرژی با عملکرد یکسان می شود . این توسعه می تواند منجر به تولیددستگاه های کوچکتر، قوی تر و کارآمد تر شود، البته با توجه به ورود فناوری ۷ نانومتری تا سال ۲۰۱۹ استفاده و تجاری سازی فناوری ۵ نانومتر تا سال ۲۰۲۳ عملی نخواهد شد!
منبع: آی بی ام