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 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, Procesory, Mobilní telefon, IBM, Čipy, Samsung, Tranzistory, Velký výkon, Kolektor, Současná špička, Nanovlákno, Velký rozdíl, Stejná plocha, Srovnatelný výkon, Germanium, Nový čip, Vlnová délka, Nanometr, Konečný výsledek, Typ, Nový typ, Trojrozměrná struktura, Nízká spotřeba, Výroba, Moore


Určitě si přečtěte

Rekordy počasí: V Česku to ještě jde, skutečné extrémy zažívají jinde

Rekordy počasí: V Česku to ještě jde, skutečné extrémy zažívají jinde

** Teplotní extrémy dokážou překvapit. Seznamte se s rekordy v Česku i ve světě ** Rekordní hodnoty jsou mnohdy až k neuvěření ** Zjistěte, kdy ke bylo největší horko, zima, déšť či vítr

Karel Kilián | 7

Budoucnost elektroniky: čeští vědci stojí za revolučním čipem, který nemá ve světě obdoby

Budoucnost elektroniky: čeští vědci stojí za revolučním čipem, který nemá ve světě obdoby

** Čeští vědci pod vedením Tomáše Jungwirtha vyvíjí nový typ revolučního paměťového čipu ** Zatímco v současnosti elektronika pracuje s elektrony, v budoucnu to budou spiny elektronů ** Čipy budou moci být klidně i 1 000x rychlejší a úspornější

Karel Javůrek | 32

Sex a rozmnožování při mezihvězdné cestě: Kolik lidí je potřeba pro let k Proximě Centauri?

Sex a rozmnožování při mezihvězdné cestě: Kolik lidí je potřeba pro let k Proximě Centauri?

** Vědci spočítali, jak velká by musela být posádka pro vícegenerační let k nejbližší hvězdné soustavě ** Proxima Centauri se nachází 4,3 světelných let od nás ** Za současných technologií bychom k ní letěli 6300 let

Petr Kubala | 53

Nová zbraň Microsoftu proti iPadu: Levný tablet Surface Go bude stát jen deset tisíc

Nová zbraň Microsoftu proti iPadu: Levný tablet Surface Go bude stát jen deset tisíc

** Microsoft představil nový tablet Surface Go ** Nový model zaujme nízkou cenou, ale schopnostmi zařízení Surface ** Microsoft nepoužil čip ARM, ale klasický procesor od Intelu 

Karel Javůrek | 116

Alan Turing: Genius, který matematicky stvořil počítač

Alan Turing: Genius, který matematicky stvořil počítač

Řešením matematického problému se dostal k modelu teoretického stroje, který nese jeho jméno a je základem logiky univerzálních počítačů.

Pavel Tronner | 56

15 věcí, které umí Windows 10, ale možná o nich vůbec nevíte

15 věcí, které umí Windows 10, ale možná o nich vůbec nevíte

** Systém Windows 10 umí spoustu užitečných drobností ** O mnoha praktických funkcích pravděpodobně ani nevíte ** Poznejte užitečné tipy, které se vám mohou hodit každý den

Vladislav Kluska | 36

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

** Apple odhalil své plány na zcela nové mapy ** Několik let pracuje na nových mapách, které by měly předběhnout konkurenci ** Objeví se s příchodem iOS 12 pro vybrané státy

Karel Javůrek | 50


Aktuální číslo časopisu Computer

Velký test 18 bezdrátových sluchátek

Vše o přechodu na DVB-T2

Procesory AMD opět porážejí Intel

7 NVMe M.2 SSD v přímém souboji