Společnost IBM 26. června oficiálně oznámila technologii, o které tvrdí, že je první na světě schopnou vyrábět čipy menší než 1 nm.
Nový prototyp čipu od IBM tedy měří pouhých 0,7 nm a obsahuje přibližně 100 miliard tranzistorů na ploše o velikosti nehtu. Pro srovnání, tato hustota je dvakrát vyšší než u nejpokročilejší technologie, kterou společnost oznámila v roce 2021.
Tento návrh by mohl v nadcházejících letech vydláždit cestu pro rychlejší a energeticky úspornější počítačové systémy.
Vědci se dokonce domnívají, že tato nová architektura by jednoho dne mohla vést k vytvoření tranzistorů o velikosti pouhých 0,1 nm.
Přelomový skok vpřed
V roce 1963, když působil ve společnosti Fairchild jako ředitel výzkumu a vývoje, napsal Gordon Moore kapitolu popisující to, co se stalo předchůdcem slavného zákona stejného jména.
Moorův zákon, objevený v roce 1965, se stal hlavním principem pro pokrok v polovodičové technologii. Podle tohoto zákona se počet tranzistorů na čipu zdvojnásobí každé dva roky, zatímco spotřeba energie se sníží na polovinu.
 |
Moorův zákon bude platit nejméně dalších 10 let. Foto: Intel. |
Moore pak dodal další dva důsledky: technologický pokrok by výrobu počítačů stále více prodražil a spotřebitelé by nakonec za počítače platili méně, protože by se jich prodalo tolik.
Po půl století stále platí Moorův zákon. Když Intel na začátku 70. let uvedl na trh svůj první procesorový čip, měl pouze 2 000 tranzistorů, ale dnes má procesorový čip v iPhonu miliardy tranzistorů.
Výrobci čipů již více než 50 let důsledně vytvářejí výkonnější počítače podle základního principu Mooreova zákona: nacpávání stále více tranzistorů na jeden čip.
Aby toho dosáhli, neustále zmenšují velikost tranzistorů – drobných spínačů, které provádějí výpočty.
V posledních 15 letech se však velikost tranzistorů přiblížila hranici, kdy kvantová mechanika začala zasahovat do jejich fungování: pouhých několik desítek nanometrů. Jinými slovy, byla doba, kdy vědci věřili, že tranzistory nelze dále miniaturizovat.
Aby se tento problém vyřešil, navrhli inženýři z celého odvětví přechod k přístupu známému v urbanistickém plánování. Konkrétně místo narostlých rozměrů bude nová architektura „stavět vyšší“, aby se na čip vešlo více tranzistorů.
Nový čip od IBM také využívá tuto strategii. Nová architektura, nazývaná nanostacking, bude tranzistory stohovat vertikálně ve dvou vrstvách na křemíkovém mikročipu.
"Vrstvený dort"
Podle MIT Technology Review inženýři vytvářeli nový čip IBM vrstvu po vrstvě, jako by pekli dort.
Začnou výrobou tranzistorů na vrstvě křemíku. Poté na tyto součástky umístí další vrstvu křemíku a pokračují ve výrobě druhé vrstvy tranzistorů přímo nad ní. Nakonec vytvoří elektrická spojení mezi oběma vrstvami součástek.
 |
Nový prototyp čipu od IBM měří pouhých 0,7 nm. Foto: IBM. |
Podle Qing Caa, profesora materiálových věd a inženýrství na University of Illinois, se tato vertikálně uspořádaná struktura, kombinující dva různé typy tranzistorů, nazývá tranzistor s efektem pole (CFET).
IBM není jedinou společností, která se tímto přístupem zabývá. Největší světoví výrobci čipů, jako jsou Intel, Samsung , TSMC a konkurenční laboratoř Imec v Belgii, všichni zkoumají CFETy.
IBM však uvedla, že jejich design se liší v tom, že tranzistory ve druhé vrstvě nejsou umístěny přímo na tranzistorech v první vrstvě.
Místo toho jsou uspořádány šachovnicově. Americký počítačový gigant tvrdí, že toto uspořádání mimo jiné zjednodušuje zapojení.
Profesor Cao mezitím poznamenal, že technologie CFET v architektuře nanostacků IBM je v kontrastu s jinou běžnou metodou používanou k výrobě dvouvrstvých čipů.
Inženýři obvykle vyrábějí tranzistory na každé vrstvě čipu nezávisle na sobě, než obě vrstvy spojí dohromady. Metoda přímé výroby IBM však umožňuje přesnější zarovnání vrstev, což je vzhledem k extrémně malé velikosti tranzistorů klíčový faktor pro výkon.
V budoucnu se výrobci čipů mohou pokusit zvýšit hustotu tranzistorů budováním ještě většího počtu vrstev.
 |
Uvnitř architektury Nanostack od IBM. Foto: IBM.  Vietnam povzbuzuje americké firmy k rozšíření investic do vyspělých technologií.Ráno 26. června v sídle vlády přijal místopředseda vlády Ho Quoc Dung pana Jeffa Place, ředitele dodavatelského řetězce společnosti Coherent Group (USA). Během setkání místopředseda vlády potvrdil, že Vietnam povzbuzuje americké podniky k rozšíření investic, zejména v oblasti high-tech, inovací a polovodičového průmyslu.  Povzbuzovat americké firmy k rozšíření investic do high-tech odvětví.Místopředseda vlády Ho Quoc Dung uvedl, že Vietnam vítá, aby americké firmy pokračovaly v rozšiřování svých aktivit ve Vietnamu, zejména v technologicky vyspělých odvětvích a sektorech s vysokou přidanou hodnotou.  Vietnam a Spojené státy posilují spolupráci při řešení následků války.VTV.vn - Generální tajemník a prezident To Lam přijal 22. června úřadujícího tajemníka amerického námořnictva Hung Caa. |
Podle profesora Caa se však budou muset potýkat s obrovskými praktickými překážkami. Výrobní proces vždy zahrnuje chyby, což znamená, že při dodání bude existovat určité procento vadných čipů.
„Zde stavíte další vrstvu na té předchozí, takže pokud selže horní nebo spodní vrstva, celý čip se stane nepoužitelným,“ vysvětlil Cao. Jinými slovy, ve srovnání s jednovrstvým čipem se u vícevrstvé architektury zvyšuje míra selhání, což vede k významným ztrátám nákladů.
Další klíčovou výzvou je tepelná konstrukční kapacita. Inženýři v podstatě musí zjistit, jak vyrobit každou vrstvu, aniž by se roztavily spoje vrstvy bezprostředně pod ní.
To vyžaduje, aby výrobní procesy byly udržovány při teplotách pod 400 stupňů Celsia. V architektuře IBM společnost našla způsob, jak vyrobit druhou vrstvu při dostatečně nízké teplotě, ačkoli společnost zůstává přísně střeženým tajemstvím.
Zdroj: https://znews.vn/ibm-lam-nen-ky-tich-cho-nganh-chip-post1663285.html
