قدمت شركة IBM الأسبوع الماضي أنها طورت القدرة على إعطاء رقائق ترانزستورات 2 نانومتر. يبلغ الوضع الحالي للفنون الجميلة عمومًا حوالي 5 نانومتر أو 7 نانومتر ، لذا فهذه قفزة مذهلة ، على الرغم من حقيقة أن تقييم الأحجام بين صانعي مختلفين تمامًا ليس مناسبًا طوال الوقت.
الأمر الأكثر لفتًا للنظر من حجمها هو أنه من المحتمل أن يتم تطوير هذه الرقائق باستخدام خطة 'ورقة نانوية' مزعومة. معظم الترانزستورات الأنيقة مبنية بشكل أساسي على 'FinFET' ، وهي البقعة التي يتدفق فيها التيار عبر داخل أشباه الموصلات مباشرة إلى توازن. تقلب الترانزستورات ذات الصفيحة النانوية أو 'البوابة الشاملة' هذا التوازن مباشرة إلى كومة من شرائح فردية محددة ، ويجب أن تكون الخطة قادرة على ترقية فعالية الطاقة والسماح للتصميمات بتغيير الخصائص {الكهربائية} لأجزاء مختلفة تمامًا من الرقاقة . يعتبر FinFET نموذجيًا منذ عام 2011 ، لذا فإن إظهار نموذج جديد لأشباه الموصلات البلاستيكية يعد ترتيبًا هائلًا بشكل معقول في عالم أشباه الموصلات.
في قفزة كبيرة إلى الأمام ، أبلغت شركة IBM عن أول شريحة من نوع 2nm تعتمد على ابتكار الورقة النانوية. وقالت المنظمة إن هذه الرقاقة ستساعد في تقدم أعمال أشباه الموصلات وتأخذ في الاعتبار تطور اهتمامها بالرقائق. يمكن للمعالجات 2nm مضاعفة عمر بطارية أجهزة المساعد الرقمي الشخصي أربع مرات. في ضوء الاستخدام العادي ، يمكن أن تدوم بطارية الهاتف أربعة أيام. تقدم الشريحة أفضل بنسبة 45٪ وتستخدم طاقة أقل بنسبة 75٪ من رقائق العقدة 7 نانومتر الأكثر استثنائية الحالية.
يعمل مزيج القوة / التنفيذ على تسريع تحول الأحداث ونقل المراحل الفكرية والحافة ومراحل الحوسبة الأخرى التي يتم نقلها من خلال ظروف السحابة المتقاطعة ودواسات غاز التشفير التي تعمل مع أجهزة الكمبيوتر الكمومية. يمكن لتقنية النانو 2 نانومتر أن تلزم ما يصل إلى 50 مليار ترانزستور على شريحة بحجم أظافر الأصابع. ستعمل المزيد من الترانزستورات على الشريحة على تمكين المنشئين من التطوير لتحمل مسؤوليات القيادة مثل الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية والأمن المعزز بالأجهزة والتشفير.
لا تزال مساهمة IBM الجديدة في مرحلة التحقق من الفكرة وقد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يتم الوصول إليها تجاريًا. في الوقت الحالي ، تقدم شركتا Samsung و TSMC الخصومتان لشركة IBM شرائح 5 نانومتر في مسابكهما. أعلنت شركة TSMC من قبل أنها ستبدأ في تقديم رقائق 4 نانومتر قبل نهاية عام 2021 وستقوم بتنفيذ رقائق 3 نانومتر بشكل مستمر بنسبة 50٪ من عام 2022. رقائق إنتل 7 نانومتر قيد التقدم حتى الآن.
كيف ابتكرتها شركة IBM؟
تم تأليف المصطلح nanosheet لأول مرة في مختبرات IBM في عام 2012 عندما تعاملت مجموعة من المتخصصين مع هندسة أداة أخرى. كان الهدف هو بناء خيار مناسب لهيكل الأسلاك النانوية السائد. رافق Eureka الثاني من IBM هندسة الألواح النانوية ، والتي قدمت مزايا الكهرباء الساكنة للأسلاك النانوية جنبًا إلى جنب مع السماكة اللازمة لتنفيذ أفضل.
مع هذا المزيج من النقاط البارزة ، غزت صفائح النانو FinFET ، وهي بنية سائدة لأشباه الموصلات في تلك المرحلة. على أي حال ، كان العمل يتقدم بسرعة إلى ما بعد خطة FinFET. حاول المخططون تعبئة المزيد من الترانزستورات ، لكن ذلك تسبب في انسكاب أشباه الموصلات.
حصل ابتكار FinFET على اسمه من بنية FET ويشبه مجموعة من الشفرات. في هذا البناء ، تسير الإلكترونات من خلال شفرات عمودية رقيقة ، بدلاً من سطح مستوٍ ، لتنتقل عبر الترانزستورات. ثم مرة أخرى ، تقوم الصفائح النانوية بتكديس الترانزستورات فوق بعضها البعض لتشكيل تصميمات ذات طبقات. أشباه الموصلات الرئيسية 2nm هي الأداة الجديدة متعددة العتبات (Multi-Vt) مع مستويات الانسكاب التي تتجاوز أحجام ثلاثة أوامر. يسمح للصانعين باختيار درجة عالية من التنفيذ.