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Intel va fabriquer des transistors tridimensionnels
Intel a dévoilé le design de sa prochaine génération de puces. La nouvelle conception de transistor, qui utilise une grille tridimensionnelle plutôt qu'une grille plate, entrera en production dans les usines de l'entreprise au cours de la prochaine année. La société affirme que la structure tridimensionnelle lui permettra de doubler la densité de ses puces tout en offrant des gains de performances et une consommation d'énergie réduite. La conception sera d'abord déployée dans les puces du processeur Core de la société, utilisées pour les ordinateurs de bureau. Après cela, ils seront intégrés à la gamme de puces mobiles et portables d'Intel, appelée Atom.
Intel affirme que la fabrication de la puce sera la première production à grand volume de transistors tridimensionnels. Les nouvelles puces sont 37% plus rapides que les puces actuelles de l'entreprise lorsqu'elles fonctionnent à basse tension pour maintenir une faible consommation d'énergie. Et ils nécessitent la moitié de la puissance pour fonctionner à une vitesse de commutation donnée. La consommation d'énergie est importante dans les appareils portables, car elle détermine la durée de vie de la batterie. C'est également crucial dans les fermes de serveurs énergivores qui composent le cloud.
Les meilleures puces sur le marché aujourd'hui utilisent des transistors planaires de 32 nanomètres. La prochaine génération utilisera des transistors de 22 nanomètres. Pour emballer plus de puissance de traitement dans cette taille plus petite sans envoyer les besoins en énergie à travers le toit, l'entreprise a dû se tourner vers une nouvelle conception. La difficulté à mettre à l'échelle le dispositif planaire devenait extrême, dit William Holt , directeur général du groupe de technologie et de fabrication d'Intel. Les puces de 22 nanomètres de la société seront entièrement constituées de transistors tridimensionnels.
Au fur et à mesure qu'ils deviennent de plus en plus petits, les transistors conventionnels sont sujets à un problème appelé fuite. Cela signifie que lorsque le transistor est à l'état bloqué, une petite quantité de courant circule encore. Cela conduit à des erreurs et consomme de l'énergie. Intel dit que la conception en trois dimensions est moins sujette à ce problème.
Les transistors conventionnels utilisent une électrode métallique, appelée grille, pour contrôler le flux d'électrons à travers un canal plan dans le substrat de silicium. Lorsque le courant appliqué par la grille est suffisamment élevé, les électrons circulent dans le canal entre les électrodes de source et de drain. La conception tridimensionnelle d'Intel a ces mêmes éléments de base. Mais au lieu d'être plat, le canal est une ailette en silicium surélevée entourée sur trois côtés par la grille. Cela permet une connexion plus intime entre la grille et le canal, et cela permet à son tour un meilleur contrôle, réduisant considérablement les fuites. En connectant un jeu d'électrodes à plusieurs ailettes dans un seul transistor, l'entreprise peut fabriquer des transistors qui fonctionnent avec un courant d'entraînement plus important, un plus pour un fonctionnement hautes performances.
Construire: Le transistor de 32 nanomètres à gauche est utilisé dans les puces d'Intel aujourd'hui ; le nouveau transistor tridimensionnel de 22 nanomètres de la société est à droite. Dans le nouveau transistor, les grilles se croisent avec des ailettes en silicium qui se détachent de la surface de la puce et interagissent avec la grille sur trois côtés, une conception qui entraîne moins de fuite de courant.
La société développe le transistor à trois grilles depuis 2002. Le vrai défi a été de le préparer pour la fabrication, explique Mark Bohr, senior fellow chez Intel. Bohr suppose que la société a une avance de trois ans sur les autres fabricants de puces avec cette technologie.
Intel affirme que la production des transistors tridimensionnels ne nécessitera aucune nouvelle technologie de fabrication. Des étapes de gravure supplémentaires entraîneront une légère augmentation des coûts de production.
La société affirme que la conception tridimensionnelle s'adaptera encore plus à la prochaine génération de puces, qui utilisera des transistors de 14 nanomètres. Au-delà, il aura besoin de quelque chose de nouveau. Nous sommes vraiment à une époque où nous ne pouvons plus réduire la taille des transistors et nous attendre à des avantages significatifs, déclare Bohr. Nous devons continuellement innover et inventer de nouvelles structures et de nouveaux matériaux.