יבמ הציגה בשבוע שעבר שהיא בנתה את היכולת להעניק לשבבים טרנזיסטורים של 2nm. המצב הנוכחי עם אמנות יפה הוא בדרך כלל סביב 5 ננומטר או 7 ננומטר, כך שזו קפיצה מדהימה, למרות העובדה שהערכת גדלים בין יצרנים שונים לחלוטין אינה נכונה כל הזמן.
מושך את העין יותר מגודלם הוא שהשבבים האלה יפותחו כנראה עם תוכנית 'ננו-sheet' לכאורה. רוב הטרנזיסטורים האופנתיים מבוססים ביסודם על 'FinFET', המקום בו העולם זורם הזרם בתוך המוליך למחצה מורחבת ישירות לאיזון. טרנזיסטורי ננו-סheet או 'שער-מסביב' הופכים את האיזון הזה ישירות לערימה של רצועות בודדות ספציפיות, והתוכנית אמורה להיות מסוגלת לשדרג את יעילות האנרגיה ולתת לעיצובים לשנות באופן מהותי את המאפיינים {החשמליים} של חלקים שונים לחלוטין של השבב. . FinFET אופייני מאז 2011, כך שהצגת דגם חדש של מוליכים למחצה מפלסטיק הוא הסדר עצום באופן הגיוני בעולם המוליכים למחצה.
בקפיצת מדרגה משמעותית, IBM דיווחה על שבב 2nm הראשון מסוגו התלוי בחדשנות של גיליונות ננו. הארגון אמר שהשבב הזה יעזור לקדם את עסקי המוליכים למחצה וייקח בחשבון את עניין השבב המתפתח שלו. מעבדי ה-2nm יכולים להכפיל פי ארבעה את חיי הסוללה של מחשבי כף יד. לאור שימוש רגיל, סוללת הטלפון יכולה להחזיק עד ארבעה ימים. השבב מציע 45% טוב יותר ומשתמש באנרגיה נמוכה ב-75% מהשבבים היוצאים מן הכלל הנוכחיים של הצומת 7nm.
תמהיל הכוח/ביצוע מזרז את השתלשלות האירועים ואת העברת שלבי המחשוב האינטלקטואליים, הקצה ואחרים המועברים דרך תנאי ענן מוצלבים ודוושות גז הצפנה שעבדו כדי לעבוד עם מחשבים קוונטיים. הננוטכנולוגיה של 2nm יכולה לחייב עד 50 מיליארד טרנזיסטורים על שבב בגודל ציפורן. טרנזיסטורים נוספים על שבב יאפשרו ליצרנים לפתח תחומי אחריות כמו בינה מלאכותית, מחשוב ענן, אבטחה שנאכפת על ידי חומרה והצפנה.
התרומה החדשה של IBM נמצאת עדיין בשלב אימות הרעיון ועשויה לחלוף זמן מה עד שהיא תהיה נגישה מסחרית. נכון לעכשיו, ארגוני היריבים של יבמ, סמסונג ו-TSMC, מספקים שבבי 5 ננומטר בבתי היציקה שלהם. TSMC הצהירה בעבר שהיא תתחיל לספק שבבי 4 ננומטר לפני סיום שנת 2021 ותבצע שבבים 3 ננומטר ברציפות 50% משנת 2022. שבבי ה-7 ננומטר של אינטל נמצאים עדיין בתהליך.
איך IBM הגיעה לזה?
המונח ננו-גיליון נכתב לראשונה במעבדות IBM בשנת 2012 כאשר קבוצת המומחים שלה עסקה בהנדסת גאדג'טים אחרת. המטרה הייתה לבנות אופציה מתאימה למבנה הננו-תיל המרכזי. ה-Eureka השנייה של IBM ליוותה את הנדסת הננו-גליונות, שהציעה את היתרונות האלקטרוסטטיים של ננו-wire לצד העובי הדרוש לביצוע טוב יותר.
עם השילוב הזה של דגשים, ננו-גליונות כבשו את FinFET, מבנה מוליכים למחצה הרווח באותה נקודה. בכל מקרה, העסק עבר במהירות את תוכנית FinFET. המתכננים ניסו לארוז עוד טרנזיסטורים, אבל זה הביא לשפיכת מוליכים למחצה.
חדשנות FinFET מקבלת את שמה ממבנה ה-FET ומזכירה חבורה של להבים. בבנייה זו, האלקטרונים עוברים דרך להבים אנכיים עדינים, ולא משטח ישר, כדי לעבור דרך הטרנזיסטורים. ואז שוב, גיליונות הננו עורמים טרנזיסטורים זה על גבי זה כדי לעצב עיצובים שכבות. המוליך למחצה הראשי של 2nm הוא הגאדג'ט החדש של מתח רב סף (Multi-Vt) עם רמות שפיכה חוצות גדלים של שלושה סדרים. זה מאפשר ליצרנים לבחור דרגת ביצוע מעולה.