Все меньше и меньше

Юрий Свидиненко

Спецвыпуск: Хакер, номер #055, стр. 055-046-2

Одна чисто теоретическая идея заключается в многократном использовании электронов. В современных архитектурах электроны перемещаются от истока к стоку, а затем теряются. "При утилизации вы просто переносите электрон в другое место, - пишет Паоло Джарджини (директор по технологической стратегии корпорации Intel) в одной из своих работ, - Можно производить множество операций, не теряя электронов".

Пока эти и другие проекты существуют на бумаге, компании реально делают транзисторы все меньше и меньше. На смену 130-нанометровому техпроцессу приходит 90-нм техпроцесс, а в 2005 году начнется производство чипов по технологии 65 нанометров! В будущем на 2007 год намечен переход на 45-нанометровый процесс, на 2009 - внедрение 32-нанометрового, а в 2011 году настанет черед технологического процесса 22 нм. Как подчеркнул Паоло Джарджини, в корпорации Intel уже есть конкретные научно-технические разработки, которые позволяют реализовать все эти планы.

Посмотрим, что скрывается под названием 130-нм (или вообще Х-нм) техпроцесс. Это подразумевает то, что на вафле - круглой технологической пластине, из которой потом нарезают чипы - с помощью фотолитографии (а это одна из основных технологий массового производства чипов) вытравливаются транзисторы размером 130 нм, но никак не меньше.

Кроме таких полезных фишек, как миниатюризация транзисторов, для работы чипов нужны дополнительные технологии. Так, например, при разработке 90-нм техпроцесса Intel'овцы должны были сделать транзисторы почти идеальными. Если ты думаешь, что транзистор - это что-то сложное, то ошибаешься. В компьютерных чипах используется преимущественно один тип транзисторов, называемых ключами. Их называют так потому, что они должны принимать только два состояния: закрытое и открытое. И поэтому их часто сравнивают с выключателями, которые включают и выключают люстры или телевизор. Так вот, идеальный ключ должен в закрытом состоянии не пропускать через себя ток, а в открытом - пропускать его как можно больше.

Для того чтобы довести 90-нм транзисторы до идеала (в частности, чтобы они пропускали как можно больше тока при включении), исследователи из Intel решили немного… растянуть кристаллическую структуру кремния, из которого делают все микросхемы.

Конечно, они не растягивали его способом, о котором ты подумал. Для этого нужно слишком много рабочих, а зарплата за бугром довольно приличная, так что новые чипы обошлись бы очень дорого. Чтобы быть конкурентоспособными, Intel'овцы просто выращивали вафлю на специальной подложке, у которой расстояние между атомами больше, чем у обычного кремния.

Ты можешь спросить: "А как растягивание повлияет на ток?" Очень просто. Благодаря ему электроны могут проходить сквозь канал транзистора с меньшим сопротивлением. В результате получается, что через растянутый ключ можно пропустить на 10-20% больше тока.

В принципе, ничего революционного в микроэлектронном мире не случилось: и 130-, и 90-нм техпроцессы уже существуют. Сейчас открою тайну о том, что обозначает переход от 130-нм на 90-нм техпроцесс. Как недавно сказал наш нобелевский лауреат Жорес Алферов, наноустройство - это структура размерами меньше или равная 100 нанометрам. Как ты уже догадался, 90-нм техпроцесс - это уже НАНОэлектроника, а не МИКРО.