Intel 32 nm’lik Üç Boyutlu Transistörler içeren İşlemciler için hazırlığa başladı

Özet – Intel işlemcilere daha fazla esneklik kazandırmak ve daha az güç tüketimini mümkün kılmak için kullanacakları yarı iletken bileşenlerde bazı şekil değişikliklerine gidecek. İşlemcilere daha fazla esneklik ve verimlilik kazandırıcak olan bu gücün altında şirketin gündeme getirdiği “tri-gate” (üçlü-kapı) teknolojisi yatıyor. Intel’in söylediğine göre 2009 yılında piyasaya çıkacak olan işlemcilerin toplam güç tüketimi bu yeni teknoloji ile % 35 daha az olacak.



Tri-gate transistörler aslında yeni duyurulmuş bir icat değil. Nitekim şirket 2002 yılından beridir çeşitli tanıtımlarında bu konu hakkında söylemlerde bulunuyordu. Honolulu, Hawaii’de düzenlenen VLSI teknolojileri ve devreleri hakkındaki 2006 Symposia’da Intel, “3D Transistör” olarak da bilinen tri-gate transistörleri ile ilgili test sonuçları ile daha fazla detayla karşımıza çıktı ve bu teknolojiyi bir gün hayata geçireceklerini müjdeledi.



1_planar_abstract_side_view



Intel’in transistörlerdeki gate (kapı) teknolojilerini geliştirme konusundaki yaklaşımları mikroişlemci üretimi konusundaki en büyük kaygılardan birine son verecek. Temel elektronik konusuna ilgili olanların bildiği gibi bir transistörün kapısı, kapı elektrodu (gate electrode) ile kapı dielektrik (gate dielectric) malzemesinden oluşur. Bu iki bileşen de “source” (transistöre elektronların girdiği kısım) ve “drain” (transistörden elektronların çıktığı kısım) arasındaki elektron akımını, bu akımın geçişine izin vererek veya keserek kontrol eder. Değinilen yapıların bu şekilde (çek bırak şeklinde) kontrol edilmesi elektronik cihazlarda, transistör “off” konumundayken bileşenler arasındaki elektron sızıntısının zamanla artması gibi bir takım güç tüketimi sorunlarını da beraberinde getirmektedir.



2_planar_side_view



Intel şu ana kadarki geleneksel gate mimarisini yaşatmak için “gerdirilmiş silikon” ( silikon atomları arasındaki mesafe “silikon germanyum” bileşiği katılarak artırılmış özel yarı iletken malzeme) ve gate kısmına silikon dioksit ( High-K da denir) malzemesi ilave ederek sızıntı akıyı en aza indirgemek gibi yöntemleri kullandıysa da bu eski mimari sızıntıları kontrol etmek ve transistör başarımını artırmak için sürekli yeni yaklaşımlara ihtiyaç duymaktaydı. Intel bu yaklaşımlardan birinin de tri-gate transistörler olabiliceğini düşünüyor.



7_strained_silicon



4_tri_side_view



Tri-gate transistörlerin düzlemsel transistörlerden farkı adından da analaşılabileceği gibi bir değil de üç adet kapı bileşenine sahip olması. Intel’in başkan yardımcısı ve bileşen araştırmalarının yürütücüsü olan Mike Mayberry’e göre fazladan iki adet kapı sayesinde, sızıntı akının üç ayrı kanal arasında paylaştırılarak kayıp en aza inidirilebileceği gibi transistör içindeki toplam akımın da artmasını sağlanabilicek. Görünüşe göre ilk tri-gate transistörlerin üretimine şu sıralar başlandı. Mayberry bu 65 nm’lik transistörlerin düzlemsel transistörlere göre %45 daha hızlı olduğunu ve kesim (off-current) halinde %50 daha az kayıp verdiğini iddia etti.



3_tri_3d_abstract_view



5_tri_3d_view



Eğer intel çok daha fazla sayıdaki transistöre de bu oranları yansıtabilirse, tri-gate teknolojisinin zamanla daha da önemli hale geleceğini görmek hayal etmesi zor olan birşey olmasa gerek: Transistör sayısının her 18-24 ayda ikiye katlanması ve yongada açılıp kapanacak olan parçaların artmasıyla birlikte gelecek olan esneklik, ayrıca bunlara ilaveten kaçak akımdaki %50’lik bir düşüş, çok daha çeşitli mobil cihazların tasarlanmasına olanak tanıyacak ve pil ömrü 8 saati bulan güçlü dizüstü bilgisayarların üretimini de hayal olmaktan çıkaracak.



6_ideal_transistor_abstract



İkinci bir yol olarak öne sürülen hat yapısı (pipe-structure) ise tek kapılı transistörlerde source-drain arasındaki elektron akışını tamamen çevreleyeceğinden tri-gate teknolojisinden bile daha iyi bir çözüm olarak karşımıza çıkıyor. Bununla beraber, bu durumda Intel’in ana akım için bir “tünel” oluşturması gerekiyor – Bu seçenek Mayberry’e göre şimdilik mümkün görünmüyor: Bir konferansı sırasında “ En azında şuan için böyle bir model üretecek teknolojiye sahip değiliz” diyen Mayberry bununla beraber, gelecek teknolojilerin böyle bir transistör oluşturmak için gerekli fırsatı sunamayacağı gibi olumsuz bir yorumda da bulunmadı.



Başkan yardımcısı, tri-gate teknolojisinin başarımı ve akımı kontrol etmek için yol haritalarındaki “sadece tek” yaklaşım olduğunu vurguladı. Fakat tri-gate bir araştırma projesi olmaktan daha öte olsa da Mayberry şöyle bir iddiada bulundu: “ Hiçbir yer şuan 1 milyar tri-gate transistörünü bir yonganın içine yerleştirebilecek teknolojiye sahip değil ” . Yani bu şuan hala gerçeğe dönüştürülmeye çalışılan bir proje ve Intel’in diğer sayısız bilimsel araştırma projelerinden biri değil gibi görünüyor.



Mayberry tri-gate transistör teknolojisine sahip ürünlerin seri üretiminin 32 nm işleme tekniği ile birlikte 2009 yılının sonunda mümkün olacağını vaad etti ve eğer olumlu sonuçlar alınırsa bu teknolojinin Intel’in bütün yarıiletken ürünleri üzerinde uygulanabiliceğini müjdeledi.


Bir cevap yazın