Strømforbruket kan halveres enda en gang

IBM og partnere har forsket fram en ny måte å framstille alt fra minnebrikker til prosessorer.

Del

11. des. 2007 - 11:23

IBM melder at de, sammen med partnere som AMD, Infineon, Samsung, Sony og Toshiba, har forsket fram en ny måte å produsere halvledere med et nytt materiale kjent som «high-k/metal gate». De mener dette vil få stor betydning for elektroniske brikker – fra minne til prosessorer – i all slags apparatur fra husholdningsmaskiner og mobiltelefoner til avanserte servere og superdatamaskiner. Den nye metoden reduserer brikkenes fysiske størrelse, kutter strømforbruket med 45 prosent, øker ytelsen og gjør produksjonen billigere. Den vil kunne anvendes fra neste generasjon 32 nanometers brikker, fra annet halvår 2009, heter det.

«High-k/metal gate» beskrives som et materiale som brukes på et bestemt kritisk område i en transistor, der dens primære svitsjefunksjon styres. IBM og deres partnere kunngjorde dette materialet i januar i år, og sa at dette vil gjøre det mulig å konstruere 32 nanometers kretser som var mindre, raskere og mer energieffektive enn man hittil hadde trodd var mulig.

Siden har partnerne bevist at high-k/metal gate gjør brikkene halvparten så store, og reduserer strømforbruket med inntil 45 prosent. Målinger tyder også på en ytelsesøkning på rundt 30 prosent.

Utfordringen som partnerne sto overfor, var hvordan tilføre brikkene det nye materialet på nøyaktig det stedet i hver transistor der det gjør nytte for seg. Med fra flere hundre millioner transistorer og oppover per brikke, sier det seg selv at dette er en viktig utfordring.

Det er denne utfordringen partnerne mener nå er løst. Tilnærmingen deres er døpt «high-k gate first». Den beskrives som en enklere og mindre tidkrevende måte for produsenter å legge om til å ta i bruk det nye materialet. Metoden skal være skalerbar, uten å gjøre produksjonsprosessen nevneverdig mer kompleks.

Bildet nedenfor viser en prøve på en minnebrikke av typen SRAM, i 32 nanometer med high-k/metal gate. Det er på denne typen brikke at partnerne har utført målingene som bekrefter de store gevinstene innen energieffektivitet og ytelse.