تسخیر مرز تازه نانومتری در عالم تراشه ها

شرکت تراشه سازی اینتل اعلام کرده است که در آینده نزدیک تولید انبوه پردازنده های مجهز به ترانزیستورهایی به قطر تنها 45 نانومتر (45 میلیاردم متر) را آغاز خواهد کرد.

هر چه مصالح اولیه ساختمانی ریزپردازنده کوچکتر باشد، سرعت و بازدهی آن بیشتر می شود.

شرکت کامپیوترسازی آی بی ام نیز گفته است که قصد تولید پردازنده ای با عناصر ریزتر از نسل فعلی را دارد.

"آی بی ام" که گاه از آن به عنوان "بیگ بلو" نیز یاد می شود و فناوری جدید را با شرکایش توشیبا، سونی و ای ام دی (AMD) توسعه داده، قصد دارد پردازنده های تازه را از سال 2008 در تراشه های خود جای دهد.

اما اینتل می گوید تولید تجاری پردازنده های تازه خود را از اواخر امسال در سه کارخانه آغاز خواهد کرد.

نشت الکتریکی

این تحول بدان معنی است که "قانون" بنیادی مور همچنان اعتبار خود را حفظ می کند.

گوردون مور، از بنیانگذاران شرکت اینتل، در سال 1965 پیش بینی کرده بود که تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه (با مساحت ثابت) هر دو سال یکبار دو برابر خواهد شد.

پردازنده های تازه اینتل که "پنرین" (Penryn) نامگذاری شده است بیش از 400 میلیون ترانزیستور را روی تراشه ای که مساحت آن نصف یک تمبر باشد جای می دهد.

پنرین مانند پردازنده های فعلی به صورت دو هسته ای (dual-core) یا چهار هسته ای (quad-core) عرضه خواهد شد که بدان معنی است که روی هر تراشه دو یا چهار پردازنده جداگانه قرار خواهد داشت. اینتل سرعت پردازنده جدید را اعلام نکرده است.

تولید تکنولوژی 45-نانومتری از زمان ساخت ترانزیستور 65 نانومتبری هدف تراشه سازان بوده است.

فلزات جدید

ترانزیستور یک کلید ساده الکترونیکی است. هر تراشه نیازمند تعداد خاصی ترانزیستور است و هرچه تعداد آنها بیشتر باشد، تراشه می تواند محاسبات بیشتری انجام دهد.

تراشه سازان برای بیش از 45 سال موفق شده اند با کوچک کردن تدریجی ترانزیستورها و جای دادن تعداد بیشتر و بیشتری از آنها روی هر تراشه، پایاپای قانون مور حرکت کنند.

با این حال با گذر از مرز 65 نانومتری، سیلیکونی که برای ساختن عناصر اساسی این کلیدها - موسوم به نارساناهای دروازه ای (gate dialectric) - به کار گرفته می شد دیگر به آن خوبی عمل نمی کنند.

در نتیجه جریان الکتریکی گذرنده از ترانزیستور نشت کرده و بازدهی تراشه را کم می کند.

برای جلوگیری از این وضع، پژوهشگران مجبور به ساختن ماده تازه ای شده اند که بتواند جریان های الکتریکی در چنین ابعاد کوچکی را مهار کند. دسته تازه ای که جایگزین سیلیکون شده است فلزات high-k نام دارد.

'بزرگترین تغییر'

گوردون مور توسعه و گنجاندن این مواد به عنوان عناصر تراشه را "بزرگترین تغییر در فناوری ترانزیستور" از اواخر دهه 1960 توصیف کرده است.

نخستین تراشه های حاوی وسایل 45 نانومتری را شرکت اینتل اواخر سال گذشته به نمایش گذاشت، اما آنها هنوز در محصولات تجاری جای داده نشده بودند.

دکتر تزشیانگ چن، معاون علوم و تکنولوژی در مرکز تحقیقات آی بی ام گفت: "صنعت تراشه سازی تاکنون با یک مانع عمده برای جلو بردن تکنولوژی امروزی روبرو بود.... اما بعد از حدودا 10 سال تلاش، اکنون راهی به جلو یافته ایم."

شیوه دقیق ساخت فلزات high-k توسط اینتل و آی بی ام فاش نشده است اما نکته مهم آنکه هر دو شرکت گفته اند که می توان آن را با کمترین زحمت در فناوری محصولات فعلی جای داد.