Věda | Čipy | Tranzistory

Čipy budou ještě dokonalejší: Vědci dokáží zjistit poškození na úrovni samotných tranzistorů

  • Poprvé se podařilo vyvinout způsob, jak detekovat poškození tranzistorů
  • Nová metoda vylepší analýzu pro dokonalejší výrobu
  • Nízká chybovost čipů umožní vyrábět výkonnější a úspornější čipy
Čipy budou ještě dokonalejší: Vědci dokáží zjistit poškození na úrovni samotných tranzistorů

Mooreův zákon stále potvrzuje, jak exponenciálně pokračuje vývoj čipů – jsou stále menší, výkonnější a mají stále více logických prvků (tranzistorů) na stále menší ploše. Se zvyšováním počtu tranzistorů v čipech ale přichází i zvyšování počtu chybných prvků a je tak nutné neustále zlepšovat samotnou výrobu už od samotného materiálu až po vytvoření čipu na waferu. Vědci z univerzity Twente vyvinuli novou metodu pro analýzu poškození právě těchto nejmenších logických prvků.

Nedokonalý tranzistor

Poškození jednotlivých částí čipu probíhá kvůli mnoha důvodům. Čistota křemíku pro současné čipy je dnes nesrovnatelně vyšší, než byla v minulosti. Například už před několika lety byla minimální čistota křemíku používaného pro čipy 99,9999999 %, což znamená, že materiál obsahoval pouze jeden jiný atom na miliardu atomů křemíku.

Ke znečištění a chybám ale dochází i v dalších fázích výroby. I když doposud bylo možné odhalit větší problémy čipu a oblastí, nyní se poprvé podařilo dosáhnout toho, že lze detekovat i poškození na úrovni jednotlivých tranzistorů.

Je nutné ale dodat, že dnešní čipy bez problému fungují i na takové úrovni, že obsahují miliardu nedokonalostí na centimetr čtvereční. Poškození jsou tak extrémně malá a pokud jsou rovnoměrně distribuovaná, není to větší problém. S postupným zmenšováním logických prvků se ale v poměru k tomu stávají tyto nedokonalosti stále výraznější, je tak nutné je co nejlépe detekovat.

V příštím desetiletí se totiž už dostaneme k čipům, které budou mít tranzistory či jiný typ logických prvků pod úrovní jednoho nanometru a velikosti atomů (uhlíkový atom má 340 pikometrů). Výroba i samotné čipy a jejich struktura tak bude muset být dokonalejší než kdy dříve.

Testování zatím jen na malých čipech

Vyvinutá metoda se ukázala do budoucna jako velmi nadějná, podařilo se totiž detekovat a zneutralizovat 80 % defektů v testovacích čipech. Na druhou stranu je nutné upřesnit, že šlo o primitivní čipy pouze s 11 elektrodami, byť o velikostech 35 nanometrů.

Vše navíc probíhalo v laboratorních podmínkách s použitím fáze zahrnující -270 stupňů Celsia a zahřátí čipů na 300 stupňů Celsia. Přenesení tohoto procesu a metod do hromadné výroby je otázkou minimálně několika let.

Dokonalé čipy budoucnosti

Zkoumáním nedokonalostí už na úrovni tranzistorů pomůže hledat samotné příčiny toho, proč vůbec vznikají. Díky tomu lze mnohem rychleji optimalizovat výrobní proces, protože jsou zkrátka k dispozici přesnější zdrojová data.

Klepněte pro větší obrázek
Vědcům z IBM Research už se podařilo vyrobit první 7nm čip

Dokonalejší výroba znamená možnost vyrábět dokonalejší čipy – jak z pohledu výkonu, tak i spotřeby a efektivity. Už dnes se setkáváme s velkými rozdíly kvality stejných čipů na jednom waferu, která ovlivňuje vlastnosti konečného výrobku. Do budoucna bude ale stále větší dokonalost nutnost, bez které nepůjde pokračovat dál. Otázka zní, kde končí limity takové dokonalosti.

Diskuze (1) Další článek: Zavedení blacklistu Ministerstva financí se blíží: Týden Živě klip

Témata článku: Technologie, Věda, Výzkum, Čipy, Procesory, Moorův zákon, Tranzistory, Malý čip, Velký rozdíl, Nejmenší tranzistor, Vědec, Stejný čip, Mooreův, Mooreův zákon, IBM Research, Dnešní čip, Gordon, Úroveň, Jednotlivý tranzistor, Dok, Defekt, Univerzální čip, Čip, Gordon Moore, Uhlíkový atom


Určitě si přečtěte

Biblická potopa Česka: Jak bychom dopadli, kdyby nás zatopil oceán

Biblická potopa Česka: Jak bychom dopadli, kdyby nás zatopil oceán

** Představte si biblickou potopu ** Nejprve zaniknou Děčín a Břeclav, pak i Brno a Praha ** Hlavním městem se stane Jihlava a zbytky Čechů přežijí na Kvildě

Jakub Čížek | 93

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

** Z Brna pochází třetina světové produkce elektronových mikroskopů ** První československý kus vyrobila Tesla už v 50. letech ** Dnes na ni navazuje třeba brněnský Tescan

Jakub Čížek | 19

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce | 7