IBM | Čipy | Tranzistory

IBM představilo první 5nm čip, je založený na novém typu tranzistorů

  • IBM jako první na světě představilo čip vyrobený 5nm technologií
  • Základem jsou nové tranzistory GaaFET a nový typ výroby pomocí EUV
  • Oproti současným čipům mohou nabídnout o 40 % více výkonu nebo o 75 % nižší spotřebu
IBM
IBM představilo první 5nm čip, je založený na novém typu tranzistorů | IBM

IBM vždy patřilo mezi špičku v oboru výzkumu nových technologií a prokázalo to i tentokrát. IBM totiž představilo světově první 5nm čip, na jehož vývoji spolupracoval i s inženýry ze Samsungu a Globalfoundries. K výrobě nového 5nm čipu bylo zapotřebí jak nového typu tranzistoru, tak i samotného procesu výroby, který je ale ve výsledku levnější než v případě stávajících čipů. Lze tak očekávat, že čipy budou i nadále pokračovat v rámci Moorova zákona a budou tak rychlejší, úspornější a hlavně levnější.

Zatímco na trhu už jsou k dispozici první čipy vyrobené 10nm technologií FinFET, výrobci už se připravují na další generace, které přinesou 7nm, 5nm, 3nm či dokonce 2nm čipy. Například TSMC nedávno oznámilo, že už plánuje výstavby dalších generací továren, které budou určené pro výrobu 5nm a 3nm čipů.

Prvním skutečným 5nm čipem se ale pochlubilo právě IBM, stejně tak s novou technologií výroby, která je pro tyto nové čipy nutností.

Nové tranzistory GaaFET a EUV litografie

Současné výkonné čipy používají tranzistory typu FinFET, které mají trojrozměrnou strukturu. V případě nových 5nm čipů ale IBM použilo strukturu typu GAA (Gate-all-Around), která u těchto vyvinutých GaaFET tranzistorů nově zahrnuje trojici křemíkových nanovláken.

Tato tři křemíková nanovlákna jsou umístěná mezi emitorem a kolektorem, přičemž kontrolní hradlo vyplňuje celý prostor v mezeře, jak je možné vidět na obrázku. Díky tomu je k dispozici dostatek materiálu, který slouží pro přenos elektronů a zvyšuje tak stabilitu tranzistoru – minimalizuje úniky (zahřívání čipu), které už jsou v případě FinFET a hranice kolem 7 nm poměrně kritické.

Klepněte pro větší obrázek
Na snímku lze vidět jednotlivé tranzistory, které zahrnují trojici nanovláken mezi kolektorem a emitorem, vyplněná mezera je kontrolní hradlo (IBM)

GaaFET tranzistory jsou díky této struktuře navíc připravené pro další zmenšování, právě na zmíněné úrovně v oblasti 3 nm a 2 nm, které už jsou rovněž ve vývoji a lze je očekávat kolem roku 2020 až 2022.

Klepněte pro větší obrázek
Příprava waferů pro 5nm čipy (IBM)

Pokud jde o samotnou výrobu čipů, používá se stále křemík v kombinaci se slitinou křemíku a germania (SiGe) a High-κ dialektrikem. Proces litografie už spoléhá na mnohem přesnější EUV (Extreme ultraviolet lithography) s vlnovou délkou 13,5 nm. Díky EUV litografii je možné zjednodušit výrobní proces (ve srovnání se současnou generací) a tím pádem snížit počet chyb, snížit cenu a zlepšit další aspekty.

Výkonnější a úspornější čipy

Technologické pozadí asi většinu lidí nezajímá, naopak je pro ně důležitější konečný výsledek, který tyto čipy poskytnou. IBM prezentované 5nm čipy porovnal se současnou špičkou v podobě 10nm čipů a dle informací je možné dosáhnout až o 40 % většího výkonu se stejnou spotřebou.

Pro mobilní nasazení je ale jistě důležitější údaj, že při srovnatelném výkonu se současnými 10nm čipy lze dosáhnout o 75 % nižší spotřeby. A to už je opravdu velký rozdíl, který se podepíše na tom, jak dlouho vám vydrží mobilní telefon, chytré hodinky nebo notebook.

Zajímavé je také množství tranzistorů, které s takovou velikostí bude možné do čipu o „velikosti nehtu“ dostat. Zatímco před dvěma lety to s 7nm technologií bylo přibližně 20 miliard tranzistorů, s 5nm výrobním procesem to na stejné ploše je už asi 30 miliard tranzistorů.

Diskuze (11) Další článek: Wikileaks zveřejnil detaily další kyberzbraně CIA. Jmenuje se Pandemic a mohla na přání zasáhnout celé podniky

Témata článku: Technologie, IBM, Mobilní telefon, Procesory, Čipy, Samsung, Tranzistory, Kontrolní hradlo, Tranzistor, Stejná spotřeba, Mobilní nasazení, Srovnatelný výkon, Typ, Elektron, Zahřívání, Současná generace, Trojrozměrná struktura, Nový tranzistor, Moorův zákon, Moore, Kolektor, Hradlo, Globalfoundries, Trojrozměrný snímek, Výrobní proces


Určitě si přečtěte

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

Je ta fotka černobílá, nebo barevná? Náš mozek realitu pouze odhaduje a vymýšlí si

Je ta fotka černobílá, nebo barevná? Náš mozek realitu pouze odhaduje a vymýšlí si

** Klasický počítač bezchybně zpracuje bit po bitu dat ** Mozek si realitu naopak spíše představuje a chybuje ** Teď se tím baví internet u další optické iluze

Jakub Čížek | 33

Bývalý zaměstnanec Nokie vysvětluje, proč telefony s Windows Phone neuspěly

Bývalý zaměstnanec Nokie vysvětluje, proč telefony s Windows Phone neuspěly

** Za neúspěchem Microsoftu v mobilech stojí i Windows 8 ** Microsoft pozdě naskočil do rozjetého vlaku ** Uživatelé neměli zásadní důvody, proč přejít

Karel Kilián | 133

Nové iPhony, hodinky a další novinky Applu: Zase bude za co utrácet

Nové iPhony, hodinky a další novinky Applu: Zase bude za co utrácet

Dnes proběhla další velká prezentační akce Applu, na které došlo k odhalení nových iPhonů a dalších novinek. Událost jsme sledovali online, a tak se můžete podívat na chronologický zápis těch nejdůležitějších informací.

David Polesný | 136

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

Windows 10 po čtyřech letech: Jsou populární, ale stále je to šílený kočkopes

Windows 10 po čtyřech letech: Jsou populární, ale stále je to šílený kočkopes

** Windows 10 tu jsou už čtyři roky, první verze dorazila 29. 7. 2015 ** Desítky měly nahradit neúspěšnou řadu Windows 8.x ** I po letech však systém budí emoce a zůstává kočkopsem

Jakub Čížek | 111