Noua hartă de dezvoltare a semiconductorilor: tehnologia sub 1nm

Pe scurt

• Prima tehnologie de producție sub 1nm va fi disponibilă în 2034.
• Proiectele actuale includ procese de 2nm de la TSMC și Intel.
• Tehnologiile de ambalare 2.5D și 3D devin esențiale pentru eficiența costurilor.
• Se preconizează o creștere a densității transistorilor de până la 80% în circuitele CMOS.

Industria semiconductorilor se află într-o continuă transformare, cu progresul tehnologic avansând rapid, în ciuda încetinirii legii lui Moore. Între 1998 și 2010, densitatea logică a semiconductorilor a crescut anual cu aproximativ 50%, dar această rată de creștere a încetinit semnificativ din 2010. Astăzi, sectorul se află într-o perioadă de scalare liniară, ceea ce înseamnă că miniaturizarea nu mai progresează la fel de rapid ca înainte.

Cu toate acestea, cererea pentru performanță rămâne ridicată, în special datorită aplicațiilor din domeniul inteligenței artificiale și al calculului de înaltă performanță (HPC). Pentru a răspunde acestei cereri, tehnologiile de ambalare 2.5D și 3D, precum și arhitecturile chiplet, joacă un rol critic în ceea ce privește costurile și scalabilitatea. Totuși, aceste soluții se confruntă cu provocări legate de consumul de energie, gestionarea căldurii și costuri.

Ce progrese se așteaptă în tehnologia semiconductorilor?

TSMC și Intel sunt companii cheie care progresează în domeniul proceselor de 2nm, cu exemple precum A16, A14 și A13. De asemenea, se estimează că tehnologia bazată pe nanosheet va ajunge la aproximativ 1nm în jurul anului 2031. IMEC a anunțat că prima tehnologie CFET (Complementary Field Effect Transistor) va fi disponibilă în 2034, marcând debutul proceselor sub 1nm.

Următoarele etape în această evoluție sunt prevăzute astfel:

• 0.7nm (A7) - 2034
• 0.5nm (A5) - 2036
• 0.3nm (A3) - 2040

Aceste progrese ar putea duce la o creștere a densității transistorilor în circuitele CMOS de până la 80%, ceea ce ar reprezenta un salt semnificativ în capacitățile tehnologiilor actuale.

Ce materiale vor fi utilizate în viitor?

Transformările nu se limitează doar la transistori, ci și la conexiunile interne ale cipurilor. Tehnologiile de conectare bazate pe cupru vor continua să se dezvolte până în 2028, dar pentru procesele sub 1nm se preconizează utilizarea unor materiale alternative precum rutenium (Ru). În etapele avansate, se estimează că vor fi folosite noi materiale cu rezistență scăzută, cum ar fi oxidul de platină-cobalt (PtCoO₂), permițând reducerea distanțelor de conectare de la 16nm la 12nm.

Este important de menționat că denumirile proceselor precum „1nm” nu reflectă exact densitatea transistorilor conform legii lui Moore, care preconiza o dublare a densității la fiecare generație. Creșterea densității se va realiza prin reducerea metal pitch-ului de la 24-26nm la 12-16nm, ceea ce permite un câștig teoretic de aproximativ 3.2 ori. O creștere totală de 10-12 ori va fi posibilă doar prin utilizarea tehnicilor avansate de proiectare, cum ar fi CFET și DTCO (Design Technology Co-Optimization). Astfel, valorile „nm” devin mai mult o denumire de marketing care indică generația și clasa tehnologică, decât o măsurătoare fizică strictă.

Întrebări frecvente

Ce tehnologie va apărea sub 1nm?

Tehnologia CFET va fi prima tehnologie de producție sub 1nm, așteptată în 2034.

Care sunt progresele așteptate în semiconductori?

Se așteaptă procese de 0.7nm în 2034, 0.5nm în 2036 și 0.3nm în 2040.

Ce materiale noi vor fi utilizate în semiconductorii sub 1nm?

Se preconizează utilizarea ruteniumului și a oxidului de platină-cobalt pentru conexiunile interne.

Cum afectează legea lui Moore tehnologia semiconductorilor?

Legea lui Moore sugerează că densitatea transistorilor se dublează la fiecare generație, dar această tendință a încetinit în ultimii ani.

Despre acest articol

Sursă originală: donanimhaber.com

Acest articol a fost redactat de redacția TechnoLife pe baza informațiilor din sursa citată, cu asistența unor instrumente AI pentru traducere și structurare. Conținutul este verificat editorial înainte de publicare. Pentru orice corecție factuală, ne poți contacta prin pagina de Contact.