Intel на конференции IEEE IEDM (International Electron Devices Meeting) решила поделиться результатами нескольких исследований. Причем документы уже опубликованы, хотя конференция пройдет лишь на следующей неделе.
На данный момент Intel занимается реструктуризацией своих технологий производства. Современные продукты производятся по техпроцессу Intel 7, который представляет собой 10-нм технологию с несколькими оптимизациями. В ближайшие два года планируется представить техпроцессы Intel 4 и Intel 3, кристаллы на основе которых будут использоваться в корпусировках EMIB и Foveros Direct, что должно восстановить пошатнувшуюся репутацию Intel. Компания надеется со своими чипами вернуть себе звание технологического лидера.
Затем последуют транзисторы с окружающим затвором (Gate-all-around, RibbonFet) и технология подачи питания с обратной стороны чипа (PowerVia). Подробности этих технологий мы уже публиковали.
Но Intel рассказала и о других технологиях. В частности, нас заинтересовали новые результаты исследований. Например, на IEDM 2021 была представлена корпусировка Foveros с шагом между контактами 10 мкм, что позволяет на площади в квадратный миллиметр расположить порядка 10.000 контактов.
Для будущих «квази-монолитных» чипов с новым поколением технологии интерконнекта планируется шаг всего 3 мкм. Проблема здесь, в первую очередь, в корректировке расположения кристалла, чтобы все контакты встали на свое место. Кроме того, при столь плотном расположении контактов необходимо обеспечивать целостность сигнала. В результате на одном квадратном миллиметре можно расположить около 111.000 контактов, Intel указывает десятикратное увеличение плотности. Что обеспечит потребности будущих чипов по пропускной способности и питанию.
Конечно, сложно предположить, насколько успешно Intel сможет и дальше уменьшать расстояние между контактами. Intel ожидает, что без проблем можно уменьшить расстояние до 1 мкм, а в перспективе возможны и 200 нм.
Транзисторы становятся все меньше
Следует помнить, что значение нанометров (например, 7 нм), не является исчерпывающей характеристикой техпроцесса. И часто мало соответствует реальности. Но структуры чипов продолжат уменьшаться. Даже 2D-транзисторы представляют собой 3D-структуры с разными материалами. Intel проводит исследования материалов и их комбинаций, чтобы добиться еще меньших размеров. В частности, Intel смогла добиться толщины канала всего в три атома.
Однако для столь тонких материалов требуется очень качественный контакт. Intel тоже работает над подобными контактами, используя разные комбинации материалов, которые дают высокую производительность (высокую скорость переключения) при комнатных температурах с минимальным током утечки. В рамках исследований проводятся различные симуляции подобных дизайнов.
FeRAM становится все ближе
Кроме того, Intel продолжает работать над памятью FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory). FeRAM можно производить намного более компактной по сравнению с SRAM, причем дело здесь не только в техпроцессе. Сегодня процессоры приходится оснащать все большими объемами SRAM, а поскольку FeRAM еще и быстрее, Intel пытается перейти на новую технологию как можно раньше. В 2020 году уже был представлен кэш с задержками около 2 нс, который сегодня используется в ядрах CPU.
Эти ячейки 1T-1C теперь планируется установить в стек, при этом они не должны менять свои свойства. Важное значение имеет и срок службы. В целом, Intel еще на шаг приблизилась к практической реализации FeRAM.
Теперь Intel осталось реализовать все это на практике. Здесь по срокам можно ориентироваться на Intel 20A. Транзисторы будут меньше и быстрее. Ячейки памяти в процессорах изменят свои свойства, они будут производиться иначе. Кроме того, нас ждут изменения в корпусировке, которая соберет все кристаллы вместе.
Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).