ترانزیستور‌های جدید آی بی ام و سامسونگ؛ گامی در جهت تولید تراشه‌های زیر یک نانومتر

آی‌ بی‌ ام و سامسونگ در روز اول کنفرانس IEDM از طرح جدیدی برای چیدن ترانزیستورها به‌صورت عمودی روی تراشه‌ها رونمایی کردند. نشست بین‌المللی (IEDM) کنفرانس سالانه‌ای است که هر سال در ماه دسامبر (دی)‌ برای گزارش پیشرفت‌های فناوری در صنعت نیمه‌هادی‌ برگزار می‌شود.

در پردازنده‌ها و SoC-های فعلی، ترانزیستورها روی سطح سیلیکونی تراشه در کنار هم و به‌صورت افقی قرار می‌گیرند و سپس جریان الکتریکی نیز به صورت افقی از یک سمت به سمت دیگر جریان پیدا می‌کند؛ اما سامسونگ و IBM ادعا می‌کنند به‌موجب دستاورد جدیدشان، ترانزیستورهای اثر میدان انتقال عمودی (VTFET) عمود بر یکدیگر قرار می‌گیرند و جریان به‌صورت عمودی جریان می‌یابد.

به گزارش engadget و طبق گفته آی‌بی‌ام‌ و سامسونگ، طراحی VTFET ترانزیستورها دو مزیت دارد. اول اینکه بسیاری از محدودیت‌های موجود برای گسترش قانون مور فراتر از آستانه یک نانومتری از بین می‌برد و مهم‌تر از آن، این طراحی با ایجاد جریان بیشتر، باعث کاهش هدررفت انرژی می‌شود.

قانون مور به پیش‌گویی معروف گوردون مور اشاره دارد و بیان می‌کند که تعداد اجزای هر مدار مجتمع در دوره‌ی زمانی پیش‌بینی‌شدنی به‌طور مرتب دوبرابر خواهد شد. این بازه‌ی زمانی در ابتدا ۱۲ ماه در نظر گرفته شده بود؛ اما بعدها گسترش یافت و به ۲۴ ماه رسید.

سامسونگ و IBM تخمین می‌زنند که ترانزیستورهای اثر میدان انتقال عمودی (VTFET) منجر به تولید پردازنده‌هایی با سرعتی دو برابر تراشه‌های طراحی شده با ترانزیستورهای اثر میدان (FinFET) می‌شوند و انرژی مصرفی را نسبت به آن‌ها ۸۵ درصد کاهش می‌دهند. آن‌ها ادعا می‌کنند که این فرایند ممکن است باعث شود تا گوشی‌ها بتوانند با یک بار شارژ کامل، یک هفته بازده داشته باشند.

فناوری VTFET با استفاده کارآمد از انرژی، کمک خواهد کرد تا اقداماتی مانند استخراج ارزهای دیجیتال تأثیرات مخرب کمتری بر محیط زیست داشته باشند؛ با این حال آی‌‌بی‌‌ام و سامسونگ هنوز زمان مشخصی برای تجاری‌سازی طرح‌شان ارائه نکرده‌اند.

نخستین‌بار نیست که برای تولید تراشه‌های زیر یک نانومتری تلاش‌هایی صورت می‌گیرد. اینتل نیز در جولای ۲۰۲۱ (تیر ۱۴۰۰)‌، اعلام کرده بود که قصد دارد با استفاده از فرایند جدید Intel 20A و ترانزیستور‌های RibbonFET، طراحی پردازنده‌هایی در مقیاس آنگستروم را تا سال ۲۰۲۴ (۱۴۰۳) به پایان برساند؛ حرف A در فرایند Intel 20A به معنای «آنگستروم» (برابر با ۰٫۱ نانومتر) است و اینتل با این فرایند ساخت، معماری جدیدی به نام «ریبن‌فت» (RibbonFET) را معرفی کرده است سرعت تغییر جریان در ترانزیستور‌ها را افزایش می‌دهد.

شما آینده پردازنده‌های تولید شده با طراحی جدید سامسونگ و آی‌بی‌ام را چگونه ارزیابی می‌کنید؟ بین این دو شرکت و اینتل، کدام زودتر از این فناوری استفاده خواهند کرد؟