10-кратное улучшение плотности, логическое масштабирование до 50% и последующее масштабирование кремниевых транзисторов

почему это имеет значение: Закон Мура отслеживает инновации в вычислительной технике, отвечающие требованиям всех технологических поколений, от мэйнфреймов до мобильных телефонов. Эта эволюция продолжается и сегодня, когда мы вступаем в новую эру вычислений с неограниченным объемом данных и искусственным интеллектом.

Непрерывные инновации — краеугольный камень закона Мура. Группа Intel Components Research Group стремится к инновациям в трех основных областях: технологии измерения ядер для увеличения количества транзисторов; новые возможности кремния для увеличения мощности и памяти; Изучите новые концепции в физике, чтобы произвести революцию в мире вычислений. Многие из инноваций, которые преодолели прошлые барьеры закона Мура и присутствуют в сегодняшних продуктах, начались с исследований компонентов, включая напряженный кремний, металлические затворы Hi-K, транзисторы FinFET и RibbonFET, а также инновации в области упаковки, включая EMIB и Foveros Direct.

Как мы это делаем: Достижения, представленные на IEDM 2021, показывают, что Intel идет по пути к продолжению прогресса и преимуществ закона Мура после 2025 года в трех направлениях открытия.

1. Корпорация Intel проводит серьезные исследования в области ключевых технологий измерения, чтобы в будущем выпускать больше транзисторов:

• Исследователи компании определили решения проблем проектирования, производства и сборки гибридных межсоединений, предполагая более чем 10-кратное улучшение плотности межсоединений в упаковке. в Ускоренное мероприятие Intel В июле Intel объявила о планах по внедрению Foveros Direct, который позволяет использовать неровности местности ниже 10 микрон, обеспечивая порядок величины плотности межсоединений для трехмерного стекирования. Чтобы экосистема могла воспользоваться преимуществами усовершенствованной упаковки, Intel также призывает к введению новых отраслевых стандартов и процедур тестирования, которые позволят создать экосистему гибридных микросхем.

• Выходя за рамки RibbonFET на уровне затвора, Intel осваивает следующую эру пост-FinFET с подходом к объединению нескольких транзисторов (CMOS), который направлен на максимальную оптимизацию логики от 30% до 50%, чтобы постоянно продвигать закон Мура путем наложения большего количества транзисторов. на шлюз квадратный миллиметр.
• Intel также прокладывает путь к продвижению закона Мура в эпоху Ангстрема, проводя перспективные исследования, демонстрирующие, как новые материалы толщиной всего в несколько атомов могут быть использованы для создания транзисторов, которые преодолевают ограничения традиционных кремниевых каналов, позволяя использовать миллионы дополнительных транзисторов на площадь кристалла. для чрезвычайно мощных вычислений в следующем десятилетии.

2. Intel представляет новые возможности кремния:

• Более эффективные технологии питания развиваются благодаря первой в мире интеграции силовых переключателей на основе GaN с кремниевой CMOS на пластине 300 мм. Это открывает путь к высокоскоростной подаче питания на ЦП с низкими потерями при одновременном сокращении компонентов материнской платы и пространства.
• Еще одним достижением Intel являются ведущие в отрасли возможности чтения / записи с низкой задержкой с использованием новых сегнетоэлектрических материалов для технологии встроенной памяти DRAM следующего поколения, которая может предоставить больше ресурсов памяти для обработки возрастающей сложности вычислительных приложений, от игр до искусственного интеллекта.

3. Intel стремится к огромной производительности с помощью квантовых вычислений на основе кремниевых транзисторов, а также совершенно новых коммутаторов для чрезвычайно энергоэффективных вычислений с использованием нового оборудования, работающего при комнатной температуре. В будущем эти открытия могут заменить классические MOSFET-транзисторы с использованием совершенно новых концепций в физике:

• На IEDM 2021 корпорация Intel продемонстрировала первое в мире экспериментальное исследование устройства магнитоэлектрической спиновой логики (MESO), работающее при комнатной температуре, которое продемонстрировало потенциал изготовления нового типа транзистора на основе переключающихся наномагнетиков.
• Intel и IMEC продвигаются вперед в исследованиях спинтронных материалов, чтобы приблизить исследования интеграции аппаратного обеспечения к реализации полнофункционального устройства крутящего момента.
• Intel также продемонстрировала полные технологические потоки 300-миллиметровых кубитов для масштабируемых квантовых вычислений, совместимых с производством CMOS, и наметила следующие шаги для будущих исследований.

Технология Intel Foveros Direct: