IBM och Samsung har tillkännagett sina senaste framsteg inom halvledardesign: ett nytt sätt att stapla transistorer vertikalt på ett chip (istället för att ligga plant på halvledarytan).
Den nya designen för vertikala transportfälteffekttransistorer (VTFET) är avsedd att efterträda den nuvarande FinFET-tekniken som används för några av dagens mest avancerade chips och kan tillåta chips som är ännu tätare packade med transistorer än idag. I huvudsak skulle den nya designen stapla transistorer vertikalt, vilket gör det möjligt för ström att flyta upp och ner i stapeln av transistorer istället för den horisontella sido-till-sida-layouten som för närvarande används på de flesta chips.
Vertikal design för halvledare har varit en trend ett tag (FinFET erbjuder redan några av dessa fördelar); Intels framtida färdplan ser också ut att gå i den riktningen, även om dess initiala arbete fokuserade på att stapla chipkomponenter snarare än enskilda transistorer. Det är trots allt vettigt: när du har fått ont om sätt att lägga till fler chips i ett plan, är den enda verkliga riktningen (förutom fysiskt krympande transistorteknologi) att gå uppåt.
Även om vi fortfarande är en bit bort från att VTFET-designer används i faktiska konsumentchips, gör de två företagen några stora anspråk och noterar att VTFET-chips kan erbjuda en “två gånger förbättring av prestanda eller en 85-procentig minskning av energianvändningen” jämfört med till FinFET-designer. Och genom att packa in fler transistorer i chips hävdar IBM och Samsung att VTFET-teknik kan hjälpa till att hålla Moores lags mål att stadigt öka antalet transistorer framåt.
IBM och Samsung hänvisar också till några ambitiösa möjliga användningsfall för den nya tekniken, vilket väcker idén om “mobilbatterier som kan gå över en vecka utan att laddas, istället för dagar”, mindre energikrävande brytning av kryptovaluta eller datakryptering, och ännu kraftfullare IoT-enheter eller till och med rymdfarkoster.
IBM har tidigare visat upp sitt första 2nm-chip tidigare i år, som tar en annan väg mot att fylla på fler transistorer genom att skala upp mängden som kan passas in på ett chip med den befintliga FinFET design. VTFET skulle dock sikta på att ta saker längre, även om det sannolikt kommer att dröja ännu längre innan vi ser chips baserade på IBM och Samsungs senaste teknologi ute i världen.
Det är inte det enda företaget som ser på framtidens produktion heller. Intel förhandsgranskade sin kommande RibbonFET-design (Intels första gate-all-around transistor) under sommaren, sin egen efterföljare till FinFET-produktionsteknologin, som kommer att ingå i Intel 20A-generationen av halvledarprodukter som planeras att börja öka produktionen 2024. Företaget tillkännagav också nyligen sin egen plan för staplad transistorteknologi som en potentiell efterträdare för RibbonFET i framtiden.