И терагерцем погоняет

В конце ноября компания Intel поделилась с общественностью своими планами на вторую половину текущей декады. Если все будет по-интеловски, то не пройдет и нескольких лет, как нам придется привыкать к новому термину - терагерц.

Не секрет, что основная головная боль нынешних чипостроителей - проблемы энергопотребления, тепловыделения и утечки тока (в принципе, все вышеперечисленное довольно тесно взаимосвязано). Промышленность сегодня теоретически способна производить сверхминиатюрные транзисторы, однако не может без оглядки наращивать их количество в новых процессорах.

Пока что «запаса прочности» хватает, но через некоторое время закон Мура (которому уже неоднократно предсказывали фиаско) может потерять актуальность, а производители процессоров - часть прибыли. Разрядить обстановку призваны последние разработки Intel, с их помощью предполагается создавать процессоры, десятикратно превышающие сегодняшние чипы по скорости и 25-кратно по количеству транзисторов - и все это без увеличения энергопотребления.

Базируется новая технология на двух китах. Первый - это «транзистор на обедненной подложке» (depleted substrate transistor). Суть новинки - в размещении транзистора не непосредственно на кремниевой подложке, а в тонком слое кремния поверх слоя изолятора (см. рис.). Это позволяет на два порядка снизить утечку тока через выключенный транзистор (от истока к стоку, минуя затвор). От принципиально схожей технологии кремний-на-изоляторе (SOI) предлагаемая схема отличается, прежде всего, тем, что верхний кремниевый слой изготавливается из полностью обедненного примесями кремния.

Второй «кит» - новый материал - высокоизолирующий диэлектрик затвора (high k gate dielectric). По мере миниатюризации транзисторов приходится постоянно снижать толщину подзатворного изолирующего слоя, что приводит к увеличению тока утечки из затвора. По данным Intel, применение вместо традиционного диоксида кремния нового материала (при той же толщине слоя) позволяет уменьшить утечку в 10 тыс. раз. Еще одно достоинство нового диэлектрика заключается в том, что его можно наращивать, гибко регулируя толщину слоя с точностью до молекулы. О химическом составе материала пока ничего не известно, возможно подробности будут объявлены на Международной конференции по электронным устройствам (IEDM), которая открылась 3 декабря в Вашингтоне.

Транзисторы, построенные с помощью описанных технологий, будут носить гордое имя Intel TeraHertz - по причине того, что скорость циклического переключения состояний у них превысит триллион в секунду (сегодняшним транзисторам «по зубам» лишь примерно сотня миллиардов переключений в секунду). Соответственно в TeraHertz-чипах, как обещает Intel, можно будет разместить миллиарды транзисторов, тогда как их количество в современных процессорах исчисляется десятками миллионов. Как ожидается до промышленного производства таких микросхем руки у компании дойдут где-то в 2005 году.

Справедливости ради, следует сказать, что инициативы Intel, в общем, не уникальны, похожие технологии разрабатываются и другими фирмами (например, IBM). А у кого получится запустить их в промышленное производство раньше и с меньшими затратами - это еще вопрос.

[i42320]