Механика, кремний или кванты?

Юрий Свидиненко

Хакер, номер #096, стр. 096-054-3

Дело в том, что все попытки уменьшить flash-чипы, использующие 90-нм технологию до сегодняшнего времени не увенчались успехом из-за физических ограничений, накладываемых процессом их производства. А Infineon’цам удалось создать новый 20-нм чип только благодаря ранее изобретенному полевому транзистору FinFET (FET – Field Emission Transistor - полевой транзистор), который имеет трехмерную структуру расположения слоев полупроводников, позволившей удалось уменьшить его размеры. Современные транзисторы «плоские», и из-за такой геометрии трудно добиться большей миниатюризации. Один из главных компонентов транзистора — кремниевый «плавник» (fin), толщиной всего 8 нанометров, который проходит через нитридный слой, играющий роль «ловушки» для носителей информации — электронов. Затвор транзистора размерами 20 нм управляет «плавником», который в свою очередь, обеспечивает переключение «ловушечного слоя». Транзистор сконструирован таким образом, что «ловушечный слой» электрически изолирован от «плавника» и затвора. В логическом состоянии, соответствующем «1», в «ловушку» попадает около 100 электронов. В современных чипах ячейка памяти в состоянии «1» содержит их около 1000.

Еще в 2004 году специалисты Infineon представили на Международной Конференции по электронным устройствам в Сан-Франциско новый flash-чип, который может хранить до 32 Гб информации, при этом он в 8 раз меньше продающихся сегодня.

Если нельзя сделать чип меньше, то никто не запрещает сделать его быстрее. Ученые из Гарвардского университета славно потрудились над оптимизацией скорости транзисторов. Они разработали самый быстрый на сегодняшний день нанотранзистор на основе нанострун.

Он состоит из германиево/кремниевого ядра и кремниевых нанострун, которые формируют структуру «ядро-нити» в Ge/Si наноструктуре с надежными омическими контактами и высокой мобильностью носителей зарядов. Их Ge/Si нанострунный FET (полевой транзистор) быстрее в 3-4 раза, чем современные кремниевые CMOS.

Как было установлено учеными, время переключения нанотранзисторов выше аналогичного показателя у транзисторов, состоящих из нанотрубок. И, естественно, оно выше, чем у любых современных MOSFET-транзисторов.

Среди нестандартных проектов, заставляющих компьютеры работать еще быстрее, – использование вместо винчестера той же flash-памяти. Идея интересная, если учитывать то, что чем меньше будет «большой» механики в компе, тем лучше. Один мой друг поставил себе вместо винта две планки памяти по 1 Гб и установил на них винду. Ему пришлось подцепить на них отдельное автономное питание. Но зато как работала на них винда! Примерно то же, только более быстрое, предлагают нам на основе памяти flash-NAND.

Уже есть винчестеры с интегрированными 64 Mб или 128 Mб буферной flash-памяти. А в 2007 году NAND-винчестеры появятся на рынке.

Новая NAND-технология была названа MCP - Мulti-chip Package Memory. Ее массовое производство началось в прошлом месяце.

Как видишь, классическая электроника пока не собирается склеивать ласты, хотя этот процесс уже не за горами. Поэтому, кроме классических ухищрений, ученые ищут не классические.