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, Procesory, Čipy, Moorův zákon, Tranzistory, Uhlíkový atom, Čip, Stejný čip, Univerzální čip, Nejmenší tranzistor, Defekt, Jednotlivý tranzistor, Poškození, Gordon, Tranzistor, Příští desetiletí, Malý čip, Velký rozdíl, Dok, Úroveň, IBM Research, Mooreův, Gordon Moore


Určitě si přečtěte

Zranitelnost platebních karet Visa umožňuje zločincům obejít limit při bezkontaktních platbách

Zranitelnost platebních karet Visa umožňuje zločincům obejít limit při bezkontaktních platbách

** Odborníci přišli na to, jak obejít limit bezkontaktních plateb ** Stačí zařízení, ovlivňující komunikaci mezi kartou a terminálem ** Stahují se nad bezkontaktními platbami mračna?

Karel Kilián | 79

Jak funguje kontroverzní program, který ženám krade plavky. Mají se čeho bát?

Jak funguje kontroverzní program, který ženám krade plavky. Mají se čeho bát?

** Strojové učení ještě nepřitáhlo takový zájem jako na začátku prázdnin ** Ne, umělá inteligence nenašla lék na rakovinu ** Naučila se svlékat ženy nejen z plavek

Jakub Čížek | 34

3D tisk pro naprosté zelenáče: Co vyrobíte na laciném stroji za pár tisíc korun

3D tisk pro naprosté zelenáče: Co vyrobíte na laciném stroji za pár tisíc korun

** Domácí 3D tisk je dnes už finančně dostupný prakticky všem ** Lacinou tiskárnu pořídíte za pár tisíc korun ** Jak vlastně tisk probíhá a jak navrhnout, co vytisknout

Jakub Čížek | 66

Vyzkoušeli jsme chytrou čínskou zásuvku Sonoff S26 za tři stovky. Nevyhořeli jsme

Vyzkoušeli jsme chytrou čínskou zásuvku Sonoff S26 za tři stovky. Nevyhořeli jsme

** Je sice z Aliexpressu, ale funguje ** Můžete ji ovládat hlasem přes Amazon Echo nebo Google Home ** Za tři stovky zautomatizuje menší 230V spotřebič

Jakub Čížek | 96