IBM به فناوری ساخت تراشه‌های ۵ نانومتری دست پیدا کرد

به گزارش کلیک ، کوچک ترین و پیشرفته ترین تراشه ها در دنیای تجارت در حال حاضر دارای طولی برابر با ۱۰ نانومتر هستند که در ترانزیستورها استفاده می شوند. اما IBM به تازگی از طرحی بهره برداری کرده است که در آن طول این تراشه ها به نصف طول حال حاضر آن ها برسد. این کمپانی دست به طراحی و ساخت تراشه های ۵ نانومتری زده است. این شرکت از طراحی استاندارد FinFET استفاده کرده است که ضخامت صفحه پشتی آن چیزی برابر با ۴ نانومتر است.

تراشه ۵ نانومتری این امکان را فراهم می آورد که حدود ۳۰ میلیارد ترانزیستور برو روی یک تراشه به اندازه یک انگشت قرار گیرند که با توجه به این دستاورد قدرت و کارایی بهتری نیز حاصل می شود.

شاید بتوان نخستین جرقه‌های این جریان را در سال ۱۹۷۰ دانست، این جرقه نیز در واقع همان قانون مور است. حدود ۵۰ سال پیش گوردن مور، بنیان‌گذار اینتل به این موضوع اشاره کرده بود که تعداد ترانزیستور‌های ریز پردازنده‌ها هر ۱۸ ماه به دو برابر افزایش می‌یابد. گفته او به صورت قانونی به نام قانون مور درآمد. طبیعی است که این ۲ برابر شدن تعداد ترانزیستورها (خواه در یک سال باشد یا در ۱۸ ماه) به معنای این است که ابعاد ترانزیستورها در حال نصف شدن است. این امر به این معنی است که به سرعت به جایی خواهیم رسید که محدودیت‌های فیزیکی اجازه این نصف شدن ابعاد را نخواهند داد. این یعنی نزدیک شدن به پایان قانون مور. البته قانون مور قاعده ای سرانگشتی بود که به صورت تجربی در مقیاس وسیع قابل اعتماد است، اما درستی آن در همه موارد ممکن ثابت نشده است.

روند قانون مور تاکنون به خوبی طی شده است، اما سرعت افزایش دو برابر آن در سال های اخیر کاهش یافته است. در وسایل الکترونیکی مصرفی، هنوز تراشه های ۱۴ نانومتری به صورت یک استاندارد مصرف می شوند اما در برخی از کمپانی های پیشرفته و برخی وسایل پیشرفته از تراشه های ۱۰ نانومتری استفاده می شود که البته این محصولات دارای آخرین رتبه کیفیت هستند.

اما باید گفت که پیشرفت تکنولوژی هیچ وقت پایان نمی پذیرد. در سال ۲۰۱۵ IBM از تراشه های ۷ نانومتری استفاده کرد و در پروژه ای این تراشه ها را امتحان کرد. این نمونه اولیه حدود ۲۰ میلیارد ترانزیستور را بر روی یک تراشه به اندازه انگشت قرار داد، البته به لطف پیشرفت هر روز تکنولوژی این روند رو به کمتر شدن و پیشرفته شدن رفته و تا سال ۲۰۱۹ انتظار می رود که تراشه های ۷ نانومتری وارد دنیای تجاری شوند.

یکی دیگر از پروژه های این گروه تحقیقاتی بهره برداری از تراشه هایی با قطر ۵ نانومتر که می توان ۱۰ بیلیون از این تراشه ها را به صورت فشرده کنار هم قرار داد. تکنیک های ساخت این تراشه ها و ارائه آن بر روی دستگاه ها هنوز به صورت بالفعل در نیامده است و باید زمان بیشتری برای ساخت آن ها به صورت انبوه صرف کرد.

نیمه‌رساناها از سال ۲۰۱۱ با استفاده از تکنولوژی FinFET ساخته شده اند. این ترانزیستورهای باله شکل با سه کانال حامل جریان احاطه شده است و توسط یک لایه نیز عایق شده است. این تکنولوژی زمینه های پیشرفت های بسیاری دارد و براساس آخرین اظهارات تیم تحقیقاتی IBM هرچه باله ها کاهش پیدا کند ابعاد نیز کاهش پیدا می کند و عملکرد نیز بهبود پیدا خواهد کرد.

تراشه های ۵ نانومتری با استفاده از صفحات نانو سیلیکونی، می تواند سیگنال ها را از طریق ۴ دروازه با استفاده از تکنولوژی FinFET عبور می دهد.

با استفاده از اشعه ماورای بنفش شدید (EUV) لیتوگرافی می توان الگوهای انرژی را بر روی صفحه های سیلیکونی کنترل کرد، این بدان معناست که می توان جزئیات بسیار ظریف را نیز بر روی تراشه ایجاد کرد و می توان قدرت و عملکرد تراشه ها را به صورت مداوم افزایش داد و در طول ساخت نیز تغییراتی در روند ساخت به وجود آورد.

در مقایسه با تراشه های ۱۰ نانومتری، تراشه های ۵ نانومتری قادر هستند تا عملکرد را ۴۰ درصد بهبود بخشند و با استفاده از آن ها می توان ۷۵ درصد در مصرف انرژی نیز صرفه جویی کرد.

با توجه به پیش بینی های موجود تا سال ۲۰۱۹ تراشه های ۷ نانومتری وارد دنیای تجارت می شوند و احتمال بسیار زیاد تا ۴ سال بعد از آن یعنی تا سال ۲۰۲۳ تراشه های ۵ نانومتری به عرصه رقابت می آیند.