Intel рассказала, как будет удерживать лидерство после 2025 года — чипы и сами транзисторы будут расти вверх

[Ippolitovich]

В эти выходные исследовательское подразделение Intel рассказало о фундаментальных достижениях в области упаковки чипов, транзисторов и квантовой физики, которые будут внедряться в течение следующих десяти лет и помогут компании продолжить движение в соответствии с законом Мура. Доклад был сделан в рамках 67-го технологического форума IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) 2021, прошедшего в Сан-Франциско.

 

Ранее генеральный директор Intel, Пэт Гелсингер (Pat Gelsinger), пообещал вернуть компании технологическое лидерство. Согласно представленному им плану, это должно произойти к 2025 году, когда Intel внедрит технологический процесс Intel 18A, в котором будет использоваться EUV-литография с высокой числовой апертурой. Из свежего доклада на IEDM 2021 становится понятно, на какие технологии компания собирается делать ставку в дальнейшем.

 

 

Одним из направлений работы исследователей Intel стало совершенствование соединений чипов при их 3D-компоновке в единых гибридных (многичиплетных) решениях. Предложенные инженерами методы позволят десятикратно увеличить плотность контактов в межсоединениях. Ранее Intel анонсировала технологию Foveros Direct, в рамках которой расстояние между медными контактами при 3D-монтаже может быть доведено до менее чем 10 мкм. Это даст возможность компоновать решения из большего числа кристаллов, производимых по более совершенным техпроцессам.

 

Второй темой доклада стала технология вертикального наложения нескольких GAA-транзисторов, которая позволит увеличить сложность полупроводниковых кристаллов на 30–50 % за счёт размещения большего количества логических элементов на единицу площади. На первом этапе исследуется вариант стека из двух МОП-транзисторов с каналами n- и p-типа и разные варианты его производства. Кроме того, Intel рассказала, что для продолжения действия закона Мура в эру техпроцессов с разрешением уровня ангстремов могут быть использованы новые материалы, которые позволяют создавать транзисторы с каналом толщиной в несколько атомов — гораздо более миниатюрные по сравнению с привычными кремниевыми логическими элементами.

 

Вместе с этим компания работает и над улучшением возможностей традиционного кремния. Так, Intel смогла интегрировать силовые элементы на основе нитрида галия (GaN) на 300-мм полупроводниковую пластину с классическими кремниевыми чипами, что открывает путь к дальнейшему развитию технологии PowerVia. В дальнейшем это позволит изменить схему питания процессоров, сократив потери и минимизировав число компонентов на материнской плате. Заодно компания рассказала о своём умении создавать встраиваемую память (eDRAM) с латентностью на уровне 2 нс на основе новых сегнетоэлектрических материалов. Такая FeRAM-память может использоваться как в потребительских процессорах, так и ускорителях вычислений в качестве кеш-памяти нижних уровней.

 

Наконец, Intel рассказала о своих успехах в реализации квантовых вычислений на основе кремниевых транзисторов, которые могут работать при комнатной температуре.

 

Компания продемонстрировала первую в мире экспериментальную реализацию магнитоэлектрического спин-орбитального логического устройства при комнатной температуре, что показало потенциальную возможность нового типа транзисторов, основанных на переключении наноразмерных магнитов. Intel также рассказала о возможности выпуска производства кубитов на 300-мм пластинах по техпроцессу, аналогичному обычному кремниевому. Стоит понимать, что все технологии, о которых шла речь на IEDM 2021 — перспективные, и на их внедрение может потребоваться как минимум несколько лет. В ближайших же планах компании — запуск техпроцесса Intel 4, по которому будут производиться процессоры Meteor Lake.