IBM und Samsung haben ihren neuesten Fortschritt im Halbleiterdesign angekündigt: eine neue Möglichkeit, Transistoren vertikal auf einem Chip zu stapeln (anstatt flach auf der Oberfläche des Halbleiters zu liegen).
Das neue Design der Vertical Transport Field Effect Transistors (VTFET) soll die aktuelle FinFET-Technologie ablösen, die für einige der fortschrittlichsten Chips von heute verwendet wird, und könnte Chips ermöglichen, die noch dichter mit Transistoren bestückt sind als heute. Im Wesentlichen würde das neue Design die Transistoren vertikal stapeln, sodass Strom den Transistorstapel auf und ab fließen kann, anstelle des horizontalen Seiten-an-Seite-Layouts, das derzeit auf den meisten Chips verwendet wird.
Vertikale Designs für Halbleiter liegen seit einiger Zeit im Trend (FinFET bietet bereits einige dieser Vorteile); Auch die zukünftige Roadmap von Intel scheint sich in diese Richtung zu bewegen, obwohl sich die anfängliche Arbeit auf das Stapeln von Chipkomponenten und nicht auf einzelne Transistoren konzentrierte. Es macht schließlich Sinn: Wenn Sie keine Möglichkeit mehr haben, mehr Chips auf einer Ebene hinzuzufügen, ist die einzige wirkliche Richtung (außer der physikalisch schrumpfenden Transistortechnologie) nach oben zu gehen.
Obwohl wir noch weit davon entfernt sind, VTFET-Designs in echten Consumer-Chips zu verwenden, stellen die beiden Unternehmen einige große Behauptungen auf und stellen fest, dass VTFET-Chips im Vergleich „eine doppelte Leistungssteigerung oder eine 85-prozentige Reduzierung des Energieverbrauchs“ bieten könnten zu FinFET-Designs. Und indem sie mehr Transistoren in Chips packen, behaupten IBM und Samsung, dass die VTFET-Technologie dazu beitragen könnte, das Ziel des Mooreschen Gesetzes, die Anzahl der Transistoren stetig zu erhöhen, voranzubringen.
IBM und Samsung führen auch einige ehrgeizige mögliche Anwendungsfälle für die neue Technologie an und bringen die Idee auf, dass „Handy-Akkus statt Tage über eine Woche ohne Aufladen laufen könnten“, weniger energieintensives Kryptowährungs-Mining oder Datenverschlüsselung und noch leistungsfähigere IoT-Geräte oder sogar Raumfahrzeuge.
IBM hat bereits Anfang dieses Jahres seinen ersten 2-nm-Chip vorgestellt, der einen anderen Weg einschlägt, um mehr Transistoren zu stopfen, indem die Menge erhöht wird, die mit dem vorhandenen FinFET auf einen Chip passt Entwurf. VTFET würde jedoch darauf abzielen, die Dinge noch weiter zu bringen, obwohl es wahrscheinlich noch länger dauern wird, bis wir Chips auf der Grundlage der neuesten Technologie von IBM und Samsung auf der ganzen Welt sehen.
Es ist auch nicht das einzige Unternehmen, das in die Zukunft der Produktion schaut. Intel gab im Sommer eine Vorschau auf sein kommendes RibbonFET-Design (Intels erster Gate-All-Around-Transistor), seinen eigenen Nachfolger der FinFET-Produktionstechnologie, der Teil der Intel 20A-Generation von Halbleiterprodukten sein soll, die 2024 mit der Produktion beginnen soll. Das Unternehmen hat kürzlich auch einen eigenen Plan für die Stacked-Transistor-Technologie als möglichen Nachfolger für RibbonFET auch in Zukunft angekündigt.