ทรานซิสเตอร์ 2nm ของ IBM นั้นไม่น้อยไปกว่าปาฏิหาริย์ แต่เคล็ดลับอยู่ในรูปร่างและไม่ใช่ขนาด

IBM นำเสนอเมื่อสัปดาห์ที่แล้วว่าได้สร้างความสามารถในการให้ชิปทรานซิสเตอร์ 2nm สถานการณ์ปัจจุบันของงานวิจิตรศิลป์โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 5 นาโนเมตรหรือ 7 นาโนเมตร นั่นเป็นการก้าวกระโดดที่เหลือเชื่อ แม้ว่าการประเมินขนาดระหว่างผู้ผลิตต่างๆ จะไม่ถูกต้องเสมอไป

ที่สะดุดตากว่าขนาดของมันก็คือชิปเหล่านี้อาจจะได้รับการพัฒนาด้วยแผน 'นาโนชีต' ที่ถูกกล่าวหา ทรานซิสเตอร์ที่เก๋ไก๋ส่วนใหญ่มีพื้นฐานมาจาก 'FinFET' ซึ่งเป็นจุดที่โลกที่กระแสไหลผ่านภายในเซมิคอนดักเตอร์จะขยายไปสู่ความสมดุลโดยตรง นาโนชีตหรือทรานซิสเตอร์ 'รอบทิศทาง' พลิกความสมดุลนี้โดยตรงเป็นกองของแถบเฉพาะ และแผนควรจะสามารถอัพเกรดประสิทธิภาพการใช้พลังงานและให้การออกแบบพิเศษเปลี่ยนคุณสมบัติพิเศษ {ไฟฟ้า} ของส่วนต่างๆ ของชิปทั้งหมด . FinFET เป็นแบบอย่างมาตั้งแต่ปี 2011 ดังนั้นการแสดงพลาสติกแบบใหม่ที่ออกมาจากโมเดลเซมิคอนดักเตอร์จึงเป็นการจัดเรียงที่ใหญ่โตอย่างสมเหตุสมผลในโลกของเซมิคอนดักเตอร์



ในการก้าวกระโดดครั้งสำคัญ IBM รายงานชิป 2nm ตัวแรกที่ขึ้นอยู่กับนวัตกรรมนาโนชีต องค์กรกล่าวว่าชิปนี้จะช่วยพัฒนาธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์และคำนึงถึงความสนใจของชิปที่กำลังพัฒนา โปรเซสเซอร์ 2nm สามารถเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของพีดีเอได้สี่เท่า ในการใช้งานปกติ แบตเตอรี่โทรศัพท์อาจอยู่ได้นานถึงสี่วัน ชิปมีประสิทธิภาพดีขึ้น 45% และใช้พลังงานต่ำกว่า 75% เมื่อเทียบกับชิปโหนด 7nm ที่โดดเด่นที่สุดในปัจจุบัน

การผสมผสานกำลัง/การดำเนินการช่วยเพิ่มความเร็วให้กับเหตุการณ์และการถ่ายทอดของขั้นตอนการประมวลผลทางปัญญา ขอบ และการประมวลผลอื่นๆ ในระดับแนวหน้า ซึ่งถ่ายทอดผ่านสภาวะคลาวด์แบบครอสโอเวอร์และคันเร่งเข้ารหัสที่ทำงานเพื่อทำงานกับควอนตัมพีซี นาโนเทคโนโลยี 2 นาโนเมตรสามารถบังคับทรานซิสเตอร์ได้มากถึง 50 พันล้านตัวบนชิปขนาดเท่าเล็บมือ ทรานซิสเตอร์บนชิปจำนวนมากขึ้นจะช่วยให้ผู้ริเริ่มพัฒนาเพื่อขับเคลื่อนความรับผิดชอบของ Edge เช่น AI, คลาวด์คอมพิวติ้ง, ความปลอดภัยที่บังคับใช้ด้วยฮาร์ดแวร์ และการเข้ารหัส

การมีส่วนร่วมใหม่ของ IBM ยังอยู่ในขั้นตอนการตรวจสอบแนวคิดและอาจใช้เวลาสักครู่ก่อนที่จะเข้าถึงได้ในเชิงพาณิชย์ ขณะนี้ หน่วยงานที่เป็นปฏิปักษ์ของ IBM อย่าง Samsung และ TSMC กำลังส่งมอบชิป 5nm ในโรงหล่อของพวกเขา TSMC ได้ประกาศก่อนหน้านี้ว่าจะเริ่มส่งชิป 4nm ก่อนสิ้นปี 2564 และจะดำเนินการชิป 3nm อย่างต่อเนื่อง 50% ในปี 2565 ชิป 7nm ของ Intel ยังอยู่ในระหว่างดำเนินการ

IBM เกิดขึ้นได้อย่างไร?

คำว่า nanosheet ถูกเขียนขึ้นครั้งแรกในห้องทดลองของ IBM ในปี 2555 เมื่อกลุ่มผู้เชี่ยวชาญจัดการกับวิศวกรรมอุปกรณ์อื่น วัตถุประสงค์คือเพื่อสร้างตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับโครงสร้างนาโนไวร์กระแสหลัก ยูเรก้าที่สองของไอบีเอ็มมาพร้อมกับวิศวกรรมนาโนชีตซึ่งให้ข้อได้เปรียบด้านไฟฟ้าสถิตของนาโนไวร์ควบคู่ไปกับความหนาที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่ดีขึ้น

ด้วยการผสมผสานไฮไลท์นี้ นาโนชีตจึงพิชิต FinFET ซึ่งเป็นโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์ที่มีอยู่ทั่วไป ณ จุดนั้น ไม่ว่าในกรณีใด ธุรกิจกำลังดำเนินไปอย่างรวดเร็วผ่านแผน FinFET นักวางแผนพยายามบรรจุทรานซิสเตอร์ให้มากขึ้น แต่ก็ทำให้เกิดการรั่วไหลของสารกึ่งตัวนำ

นวัตกรรม FinFET ได้ชื่อมาจากโครงสร้าง FET และมีลักษณะคล้ายใบมีดหลายใบ ในโครงสร้างนี้ อิเล็กตรอนจะเคลื่อนตัวผ่านใบพัดแนวตั้งที่สวยงาม แทนที่จะผ่านพื้นผิวเรียบ เพื่อทะลุผ่านทรานซิสเตอร์ จากนั้นอีกครั้ง nanosheets จะวางทรานซิสเตอร์ทับกันเพื่อสร้างรูปทรงการออกแบบชั้นต่างๆ เซมิคอนดักเตอร์หลักขนาด 2 นาโนเมตรเป็นอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าหลายระดับ (Multi-Vt) ที่มีระดับการรั่วไหลข้ามขนาดสามคำสั่ง ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเลือกระดับการดำเนินการที่เหนือกว่าได้