IBM и Samsung создали прорывную технологию 1-нм вертикальных транзисторов VTFET

Компания IBM совместно с Samsung разработала технологию вертикального размещения транзисторов в кристаллах кремния, при помощи которой основанные на ней процессоры смогут стать гораздо более производительными. Как пишет портал Engadget, в теории она может позволить преодолеть барьер в 1 нм и сделать компоновку будущих микросхем еще более плотной.

Совместное детище Samsung и IBM носит название Vertical Transport Field Effect Transistors (VTFET), его премьера прошла на Международной конференции электронных компонентов (IEDM). Актуальные технологии подразумевают горизонтальное размещение транзисторов, в то время как VTFET допускает их вертикальное расположение. По задумке разработчиков, ток тоже будет проходить вертикально.

Эксперты IBM и Samsung считают, что использование VTFET при разработке и производстве процессоров позволит решить как минимум две фундаментальные проблемы современной микроэлектроники. В первую очередь оно может позволить преодолеть барьер в 1 нм. Помимо этого, что намного более важно с потребительской точки зрения, VTFET, в теории, позволит нарастить производительность будущих CPU.

В качестве еще одного преимущества VTFET разработчики называют возможность радикального снижения потребления процессорами электроэнергии. Но данная технология не позволяет одновременно и повысить производительность, и улучшить энергопотребление. Разработчикам CPU каждый раз придется сделать выбор в пользу одной из этих возможностей.

IBM и Samsung сравнили VTFET с технологией FinFET. Ее использует, в частности, компания Intel при производстве своих 10-нанометровых процессоров.

По оценке разработчиков, разница между FinFET-процессорами и их аналогами на VTFET будет колоссальной, и совершенно точно не в пользу первых. Прогнозы таковы, что переход на новую технологию позволит чуть ли не удвоить производительность.

Подобные возможности VTFET будут актуальны в первую очередь для настольных процессоров, поскольку автономность системным блокам, подключенным к розетке, не нужна. Другая особенность VTFET, позволяющая радикально снизить расход энергии, наоборот, будет интересная производителям мобильных чипов.

По части энергопотребления процессоры VTFET, уверяют создатели, лучше аналогов на FinFET на 85%. В теории, VTFET может увеличить время работы смартфона на одном заряде вплоть до семи дней.

IBM и Samsung, рекламируя свое новое изобретение, не смогли пройти двух модных тем – майнинга и экологии. Со слов создателей VTFET, данная технология позволяет сделать целый ряд энергоемких задач, включая добычу криптовалюты, гораздо менее вредными для окружающей среды.

На 13 декабря 2021 г. не было известно, на какой стадии находится разработка VTFET. Сроки коммерциализации технологии не установлены, а это означает, что первые процессоры, перешедшие барьер в 1 нм, могут появиться или через пару дней, или через несколько лет.

В мае 2021 г. компания IBM показала первый в мире 2-нанометровый процессор. Его производительность на 75% выше семинанометровых, а потребление энергии ниже на 45%. IBM намерена начать их выпуск в IV квартале 2024 г.

Компании, занимающиеся непосредственно производством микросхем, тоже постепенно готовятся к переходу на новые техпроцессы. 4 нанометра освоили пока только Samsung и TSMC, но последняя уже смотрит в сторону 1 нм.

На 2022 г. у компании предварительно назначен запуск 3-нанометровой линии, а 2-нанометровый конвейер должен заработать в 2023 г., если все пойдет по намеченному плану. В мае 2021 г. TSMC добилась значительных успехов в создании 1-нанометровых микросхем, разработав технологию, упрощающую этот процесс. Она работала над ней вместе со специалистами Национального университета Тайваня (НУТ, National Taiwan University) и Массачусетского технологического института (МТИ, Massachusetts Institute of Technology, США).