Nanotrådar nästa transistorkoncept?
av Ragnhild Artimo Forum 2009-10, sida 40, 29.10.2009
FORUM FÖR EKOMOMI OCH TEKNIK NR 18 2089
VETENSKAP
Nanotrådar nästa transistorkoncept”
RAGNHILD ARTIMO
Planartransistorn, den dominerande kretsarkitekturen, tappar momentum när krympnings- och utvecklingskostnaderna ökar snabbare än de tekniska fördelarna. Trans istortillverkarna kämpar bland annat med subatomiska fenomen som ’elektronläckage’ som stör identifiering av transistorernas on- och off-lägen. Ett annat problem är överhettning av hypersnabba chip.
I de senaste chipgenerationerna har INTEL använt sig av så kallad sträckt kisel. Större avstånd mellan atomerna ger lägre energiförbrukning och högre switchfrekvenser. Intel räknar med att mer avancerad fotolitografi, nya material och en ny chiparkitektur ska ge nerskalning från nästa kaliberplattform, 32 nanometer, till bara 5 nm, och säkra företagets konkurrenskraft tio år framåt.
Intel och iBM satsar på en ny transistortyp, Fin-FET: Fin betyder fiskfena (en del av switchen liknar en fena) och FET står för Field-Effect Transistor. Transistorerna har större densitet genom att de står vertikalt mot kiselplattan, och har bättre isolationsegenskaper. Fin-FET kan komma redan i 22 nm-generationen år 201 eller 2012.
Nanotrådar odlas från guldfrön. Ett steg mot ny transistorteknologi är att framställa Fin-FET switchar via en process som inte bygger på fotolitografi. IBM:s labb delstaten New York jobbar med nanofarmandet odling av kiselnanotrådar. 10 nm guldpartiklar sprinklas på ett substrat och ‘gödslas’ med kisel i gasform vid en temperatu på 600 grader C varvid ‘guldfröna’ överdras av kisel som bildar fasta kiselnanotrådar som växer vertikalt. Växthusarbetet’leds av materialforskare FRANCES ROSS.
”Kiselnanotrådar kan bli byggblock för en helt ny elektronik’. säger hon, och räknar med att tekniken kan vara marknadsklar 2012.
För att fungera som transistormaterial ska nanotrådarna vara uniforma och man måste ta fram en metod att få dem att fungera som halvledare.
I takt med allt mer smarta konsumtionsvaror, arbets- och fritidsomgivningar, ökar trycket på att ta fram allt mindre, snabbare och billigare datorkraft med lägre energiförbrukning - och också hitta en lösning på komponenternas överhettningsproblem.
På Intel räknar man med att kisel kommer att försvara sin position som transistormaterial ännu ett bra tag. Men på längre sikt måste man utveckla nya material och tillverkningsmetoder inte minst för att klara kostnadstrycket och priskonkurrensen. Framtidens switchar kan komma att bygga på helt nya koncept - som kvantmekanik, magnetism och elektronspin.
wa > MOORES LAG INFÖR MOORES MUR = D mikr jard istorer var oc miljar meter till 32 nm (et h 5 000 nm).