ibm research allianse bygger ny transistor for 5 nm teknologi - Ibm

IBM Research Alliance bygger ny transistor for 5 nm teknologi



IBM, its Research Alliance partners GLOBALFOUNDRIES and Samsung, and equipment suppliers have developed an industry-first process to build silicon nanosheet transistors that will enable 5 nanometer (nm) chips. The details of the process will be presented at the 2017 Symposia on VLSI Technology and Circuits conference in Kyoto, Japan. In less than two years since developing a 7 nm test node chip with 20 billion transistors, scientists have paved the way for 30 billion switches on a fingernail-sized chip.

Den resulterende økningen i ytelse vil bidra til å akselerere kognitiv databehandling, Internet of Things (IoT) og andre datakrevende applikasjoner levert i skyen. Strømsparingen kan også bety at batteriene i smarttelefoner og andre mobile produkter kan vare to til tre ganger lenger enn dagens enheter, før de trenger å lades. Forskere som jobbet som en del av den IBM-ledede forskningsalliansen ved SUNY Polytechnic Institute Colleges of Nanoscale Science and Engineerings NanoTech Complex i Albany, NY, oppnådde gjennombruddet ved å bruke stabler av silisium-nanark som transistorens enhetsstruktur, i stedet for standard FinFET arkitektur, som er planen for halvlederindustrien opp gjennom 7 nm nodeteknologi.

For at næringslivet og samfunnet skal oppfylle kravene til kognitiv databehandling og nettsky i de kommende årene, er fremskritt innen halvlederteknologi viktig, sier Arvind Krishna, seniordirektør, Hybrid Cloud, og direktør, IBM Research. 'Det er grunnen til at IBM aggressivt forfølger nye og forskjellige arkitekturer og materialer som skyver grensene for denne industrien, og bringer dem til markedet innen teknologier som stordammer og våre kognitive systemer.'
Demonstrasjonen av silisiums nanosheetstransistor, som beskrevet i Research Alliance-papiret Stacked Nanosheet Gate-All-Around Transistor for Enable Scaling Beyond FinFET, og utgitt av VLSI, beviser at 5nm chips er mulig, kraftigere og ikke så langt unna i fremtiden .

Sammenlignet med den ledende 10nm-teknologien som er tilgjengelig i markedet, kan en nanosheetbasert 5nm-teknologi levere 40 prosent ytelsesforbedring med fast kraft, eller 75 prosent strømbesparelse med matchet ytelse. Denne forbedringen gir et betydelig løft for å møte fremtidens krav til kunstig intelligens (AI) -systemer, virtual reality og mobile enheter.

Bygge en ny bryter
'Denne kunngjøringen er det siste eksemplet på forskning i verdensklasse som fortsetter å komme fra vårt banebrytende offentlig-private partnerskap i New York,' sa Gary Patton, CTO og leder for verdensomspennende FoU ved GLOBALFOUNDRIES. 'Når vi gjør fremskritt mot å kommersialisere 7nm i 2018 på Fab 8-fabrikken vår, jobber vi aktivt med neste generasjons teknologier på 5nm og utover for å opprettholde teknologiledelse og gjøre det mulig for våre kunder å produsere en mindre, raskere og mer kostnadseffektiv generasjon av halvledere.'

IBM Research har undersøkt nanosheet-halvlederteknologi i mer enn 10 år. Dette arbeidet er det første i bransjen som demonstrerer muligheten for å designe og fremstille stablede nanosheetenheter med elektriske egenskaper overlegen FinFET-arkitekturen.

Denne samme Extreme Ultraviolet (EUV) litografitilnærming som ble brukt til å produsere 7nm testnoden og dens 20 milliarder transistorer ble brukt til nanosheetens transistorarkitektur. Ved å bruke EUV-litografi kan bredden på nanosarkene justeres kontinuerlig, alt innenfor en enkelt produksjonsprosess eller brikkedesign. Denne justerbarheten tillater finjustering av ytelse og kraft for spesifikke kretsløp - noe som ikke er mulig med dagens FinFET-transistorarkitekturproduksjon, som er begrenset av sin nåværende bærefinnehøyde. Derfor, mens FinFET-brikker kan skalere til 5 nm, gir ganske enkelt å redusere mengden plass mellom finnene ikke økt strøm for ekstra ytelse.

'Dagens kunngjøring fortsetter det offentlig-private modellsamarbeidet med IBM som gir energi til SUNY-Polytechnic, Albany og New Yorks stats ledelse og innovasjon når det gjelder å utvikle neste generasjons teknologier,' sier Dr. Bahgat Sammakia, interimspresident, SUNY Polytechnic Institute. Vi tror at det å aktivere den første 5nm-transistoren er en viktig milepæl for hele halvlederindustrien når vi fortsetter å skyve utover begrensningene i dagens kapasiteter. SUNY Polys partnerskap med IBM og Empire State Development er et perfekt eksempel på hvordan industri, regjering og akademia med suksess kan samarbeide og ha en bred og positiv innvirkning på samfunnet. '

Part of IBM's $3 billion, five-year investment in chip R&D (announced in 2014), the proof of nanosheet architecture scaling to a 5nm node continues IBM's legacy of historic contributions to silicon and semiconductor innovation. They include the invention or first implementation of the single cell DRAM, the Dennard Scaling Laws, chemically amplified photoresists, copper interconnect wiring, Silicon on Insulator, strained engineering, multi core microprocessors, immersion lithography, high speed SiGe, High-k gate dielectrics, embedded DRAM, 3D chip stacking and Air gap insulators.