Аналитик: Intel будет использовать квантовые ямы, III-V полупроводники с узлами 10нм

Аналитик: Intel будет использовать квантовые ямы, III-V полупроводники с узлами 10нм

Так как развитие закона Мура замедляется и смещается, получить каждый следующий узел процессора все сложней и сложней. Старые времена, когда простым уменьшением достигался прирост в скорости и снижении энергопотребления чипов, прошли. Сегодня, компании уменьшают чипы (чем только ухудшают их производительность), а затем находят дополнительные технологии, которые могут увеличить производительность, но таким образом возвращают потребление энергии на начальный, полный уровень. Владелец RealWorld и аналитик Дэвид Кантер опубликовал доклад, изложив свои мысли о том, что Intel идут к 10нм узлу, и предсказывает, что технический гигант создаст парочку новых технологий, используя новые узлы: квантовую яму и III-V полупроводники.

Начнем, пожалуй, с III-V полупроводников. В течении многих лет, Intel проводили оценку нового поколения полупроводниковых материалов. Еще в 2012 Марк Бор рассказывал о целях компании. III-V полупроводники названы так из-за того, что материалы для них взяты из груп III и V в периодической таблице. Многие из этих элементов обладают превосходными характеристиками, по сравнению с кремнием - они либо используют меньше энергии, либо значительно повышают тактовую частоту. But they cost more and often require extremely sophisticated manufacturing techniques. Поиск материалов для замены, как для p-канала, так и для n-канала, был достаточно трудным, поскольку некоторые из композитов, используемых для одного типа структуры, не работают для других.

Кантер предположил, что Intel использует либо InGaAs (Индий-Галлий-Арсенид), либо InSи (Индиевое олово) для n-типа, и цеженый германий или иные материалы III-V для канала р-типа. В результате такой замены, рабочее напряжение можно сократить до 0.5В Это крайне важно для дальнейшего сокращения простоя и низкого уровня потребления энергии, так как в наше время оно возрастает в квадрате или даже кубе, в зависимости от повышения напряжения (зависит от утечки характеристик и в целом от типа транзистора).

Другим важным преимуществом, которым может воспользоваться Intel по мнению Кантера, это использование квантовых ям. Квантовые ямы захватывают электроны, окружая их изолирующей конструкцией, которая оставляет ограниченное количество измерения для приема электронов. Эта новая плавниковая структура и гейт показаны на изображении ниже, которое взято с доклада Intel IEDM 2011.

Аналитик: Intel будет использовать квантовые ямы, III-V полупроводники с узлами 10нм

В сочетании, эти структуры могут позволить Intel существенно сократить энергопотребление при одновременном улучшении других характеристик производительности транзистора. Пока не ясно, существенно ли это ускорит чипы. За последние пять лет, Intel сосредоточилась на создании более эффективного ЦП, вместо его ускорения. Хотя Core i7-4790K, несомненно, быстрее, чем Core i7-2600K 2010 года, но разница между ними не такая, как должна быть.

Вполне возможно, что эти новые конструкции будут работать на значительно более высокой частоте. Но создание меньших чипов также означает уменьшение пространственных размеров, что увеличивает температуру всего устройства. The ability to run chips at 0.5v is great for the Internet of Things, but it’s not necessarily great if the chip needs 1.1V to hit maximum clock.

Неопределенность вызывает 10нм и ниже.

Кантер объясняет написанное тем, что, по его мнению, "эксперты индустрии должны сделать проницательный, конкретный, поддающийся проверке прогноз, обладающий вполне конкретным временным горизонтом". Фирма, которая работает над открытием III-V и квантовых ям, уже потратила на это более 10 лет. Intel любит приукрасить свои производственные возможности и преимущества, но это изобретение 10нм узла поможет им переступить через конкурентов.

Samsung и TSMC не сильно распространяются о своих планах, но вполне вероятно, что обе фирмы будут придерживаться обычных FinFET конструкций на 10нм, как Intel потратила два цикла, используя собственную стандартную технологию Tri-gate. Если TSMC на самом деле покроет разрыв с 10нм от Intel, III-V и квантовые ямы дадут последней повод заявить, что не только количество нанометром играет роль, но и процесс разработки.

Если Intel применит эти технологии в 10нм, она таким образом отодвинет окно ЭУФ дальше, до 7нм, и, возможно, потребует дополнительно проверки и подтверждения, что набор инструментов совместим и с новым оборудованием для производства полупроводников, и требованиями самой ЭУФ. Такой шаг, вероятно, отодвинет введение ЭУФ до 2018-2019гг., предполагая, что партии 10нм начнут поставляться в 2016-2017, с 7нм через пару лет.

Intel якобы задерживает монтаж оборудования 10нм до декабря этого года, но планирует нарастить производство на своих предприятиях в Израиле.

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top