Čipy | IBM | 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, Samsung, Čipy, Mobilní telefon, Procesory, IBM, Tranzistory, Nový čip, Nová technologie, Výrobní proces, GAO, Moorův zákon, Srovnatelný výkon, Globalfoundries, Stejná spotřeba, Konečný výsledek, Extreme Ultraviolet, Mobilní nasazení, Výroba, Nový typ, Proces výroby, Výkonný čip, Litografie, Nanometr, Velký výkon


Určitě si přečtěte

10 mýtů a polopravd o bateriích, kterým možná ještě věříte

10 mýtů a polopravd o bateriích, kterým možná ještě věříte

** Kolem baterií a akumulátorů koluje řada mýtů, nepravd a polopravd ** Dnes vám devět z nich zkusíme vyvrátit na základě faktů ** Většina z nich totiž neplatí pro moderní lithiové baterie

Karel Kilián, David Polesný | 102

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

** K odposlechu mozků používáme EEG ** To má ale žalostné informační rozlišení ** Rusům pomohla počítačová neuronová síť

Jakub Čížek | 29

Vyzkoušeli jsme TP-Link Deco P9: zajistí doma Wi-Fi díky drátům ve zdi

Vyzkoušeli jsme TP-Link Deco P9: zajistí doma Wi-Fi díky drátům ve zdi

** Nová generace Mesh Wi-Fi s propojením přes elektrické rozvody ** Lepší parametry a nižší cena než u předchůdce ** Aplikace zatím podporuje jen základní nastavení bez rozšířených funkcí

Tomáš Holčík | 23

Nejlepší notebooky do 10 000 korun: Co koupit a čemu se raději vyhnout

Nejlepší notebooky do 10 000 korun: Co koupit a čemu se raději vyhnout

** Do deseti tisíc korun lze dnes koupit slušné notebooky ** V nabídce ale i tak převládají zastaralé a pomalé modely ** Poradíme, jak dobře vybrat i s omezeným rozpočtem

David Polesný | 112

Hledá se způsob, jak uložit elektřinu. Možná pomohou obří gravitační baterie

Hledá se způsob, jak uložit elektřinu. Možná pomohou obří gravitační baterie

** Jak uložit elektřinu z fotovoltaiky a větrných turbín ** Pomohou třeba staré autobaterie, nebo setrvačníky ** A pak tu jsou bizarní gravitační akumulátory velikosti mrakodrapu

Jakub Čížek | 254