סופו של הסיליקון קרב: אינטל תייצר מעבדים מחומרים חדשים

| יום רביעי, 25 בפברואר 2015, 14:27 | חומרה, מחשבים

יצרנית השבבים בגדולה בעולם, אינטל, תנטוש את הסיליקון עבור מעבדים בעלי תהליך ייצור בגודל 7 ננו-מטר ומטה, כך הכריזה החברה בכנס ISSCC הבינלאומי של תעשיית השבבים המתקיים בימים אלו בסן פרנסיסקו. מאז ומתמיד שימש סיליקון לייצור המעבדים. הוא כמעט מושלם לתפקיד: זול, עמיד ויכול לשמש בתור מוליך למחצה.

חוק מור (שקבע גורדון מור, אחד ממייסדי אינטל) טוען שבכל 18 עד 24 חודשים צפיפות הטרנזיסטורים בשטח נתון מוכפלת. החוק נקבע בשנת 1965 והוכיח את עצמו מחדש שוב ושוב – שוק המעבדים התקדם בדיוק בקצב שהכתיב החוק, גם עשרות שנים לאחר שנקבע. התקדמות קבועה זו התרחשה בעיקר בזכות העובדה שאינטל התאימה את התקדמותה לחוק שקבע אחד ממייסדיה – ושאר החברות עשו כמו כן. שמירה על החוק הפכה למשימה קשה יותר ויותר במרוצת השנים, אך עד כה הצליחו חברות הטכנלוגיה לעבור את כל המחסומים שעמדו בפניהן.

חלופה אפשרית ומפתה לסיליקון הוא הגרפן – חומר פלא עליו חולמים מדענים כבר עשרות שנים

סופו של הסיליקון נקבע כבר עשרות פעמים ובכל פעם הוכיחו חברות הטכנולוגיה מחדש שהפוטנציאל בו עוד לא מוצה וניתן להמשיך ולהשתמש בו. כעת נראה שהסוף באמת הגיע – אינטל עצמה, מובילת השוק, מתכוונת לנטוש את הסיליקון ולעבור לייצור מעבדים מחומרים אחרים. הסיבה היא שגודלם של הטרנזיסטורים הופך להיות כה קטן שהוא מגיע למגבלות הפיזיקליות של החומר – מרחק בין זוג אטומי סיליקון לדוגמה. על קשיי ייצור ניתן להתגבר, אך הטבע לא מקשיב לגחמותיהן של חברות הטכנולוגיה ונשאר כפי שהוא. אינטל תשתמש בחומרים אחרים במעבדים בעלי טכנולוגיית ייצור בגודל שבעה ננומטר ומטה – אלו צפויים להגיע לשוק לקראת שנת 2020.

חלופה אפשרית ומפתה לסיליקון הוא הגרפן – חומר פלא עליו חולמים מדענים כבר עשרות שנים, אך יוצר לראשונה במעבדה רק במאה הנוכחית. הוא מורכב משכבה בעובי אטום אחד של אטומי פחמן ומציג מספר תכונות מרשימות – גמישות, חוזק ובעיקר – מוליכות חשמלית גבוהה. למעשה, המוליכות החשמלית שלו כה גבוהה שמדענים ממעבדות IBM הצליחו לייצר ממנו טרנזיסטור הפועל במהירות של 100 ג’יגה-הרץ – גבוהה פי עשרות מונים מזו של מעבדים המוכרים לנו כיום. עם זאת, לגרפן יש חסרון אחד גדול – אין לו ״פער אסור״. בפשטות, כאשר משתמשים בו כטרנזיסטור, לא ניתן לעצור את הזרם העובר דרכו. כל ניסיון להתגבר על קושי זה הוביל לירידה גדולה בביצועיו של הגרפן.

intel-process-innovation-1280x718

גרף המתאר את האתגר של חוק מור

מועמדים נוספים להחלפת הגרפן הם מוליכים למחצה מקבוצה בשם III-V, שגם להם מוליכות חשמלית גבוהה יותר מלסיליקון, מה שמאפשר ליצור מהם מעבדים מהירים יותר וקטנים יותר. טכנולוגיה נוספת בה צפוייה אינטל להשתמש היא ביצוע ליטוגרפיה עם אור אולטרה סגול בטווח הקיצוני. ליטוגרפיה היא התהליך בו מטביעים את הטרנזיסטורים לתוך הסיליקון בעזרת אור שעובר דרך תבנית ומספר עדשות ו״צורב״ את הצורה של הטרנזיסטור לתוך הסיליקון. כאשר מנסים להטביע טרנזיסטורים בגדלים ננו-מטריים, האור מהווה בעיה שכן אורך הגל של אור רגיל מתקרב לגודלו של הטרנזיסטור. אור בטווח האולטרה סגול הוא בעל אורך גל קצר יותר ומסוגל להטביע טרנזיסטורים קטנים יותר. עם זאת, בשל קשיים ביישום הטכנולוגיה נראה כי אינטל לא תשתמש בתהליך ייצור זה בעתיד הקרוב.

על מנת לנסות ולהקטין אף יותר את מעבדיה אינטל צפוייה להתנסות בתהליך אריזה תלת מימדי עבור המעבדים – ערימת מספר שבבים אחד על גבי השני ויצירת ערוץ תקשורת ביניהם, מה שמאפשר את הקטנת המעבד עוד יותר. יישום זה יוכל להועיל במיוחד בתחום המוצרים הלבישים, בהם לא קיים שטח רב עבור המעבד.

אינטל מתכננת להשיק את המעבדים הראשונים המבוססים על תהליך ייצור בגודל עשרה ננו-מטר בתחילת 2017 ומבטיחה שהם לא יסבלו מאותם העיכובים שסבלו קודמיהם. מעבדי ה-14 ננו-מטר השולחניים יושקו בקיץ הקרוב באיחור אופנתי של שנה וחצי.

מקורות
במאגר הקופונים שלנו כבר ביקרתם?
סמארטפונים וגאדג'טים במחירים נוחים ובמשלוח ישיר עד הבית
לחצו כאן
תגובות לכתבה
גאדג'טי | Gadgety
ניווט באתר
קטגוריות
גאדג'טי
חיפוש כתבות