На протяжении, наверное, уже десятка лет ведутся разговоры о том, что техпроцесс изготовления микропроцессоров близок к своему физическому пределу, поскольку дальнейшее уменьшение отдельных элементов транзистора (например, длины его канала) приводит к изменению их физических свойств, использующихся для работы — канал просто перестаёт закрываться.
Кстати, замечу, что цифры нанометров в техпроцессе — это не величина чего-либо, а маркетинговое название, о чём я уже подробно рассказывал в одной из своих предыдущих статей.
Уменьшение длины канала фактически упёрлась в предел эффективности конструкции затвора в GAAFET-транзисторе — там он круговой, с пятой стороны канал уже не окружить, а сам канал для улучшения проникаемости в него управляющего поля, представляет собой совокупность запараллеленных, проходящих сквозь затвор либо нанонитей или либо нанолистов. Фактически неулучшаемая управляющая конструкция, предел.
Дальнейшую дину канала, наверное, всё же можно сокращать, но лишь делая нанолисты или нанонити тоньше, а их количество (для сохранения пропускной способности и поддержания достаточного быстродействия) больше (сам по себе принцип кругового затвора уже не улучшить). Но поскольку между нанонитями или нанолистами всё равно должно располагаться тело затвора, то увеличение количества элементов канала будет приводить уже к увеличению размера самого транзистора.
С другой стороны, никто не мешает бесконечно увеличивать высоту транзисторов, выстраивая запараллеленные нанонити в высокий столбик. Однако, во-первых, это вряд ли будет столь же заметно повышать управляемость транзистора, а во-вторых, помимо проблемы управляемости, при коротком канале существуют и другие проблемы.
Как вариант, можно развернуть канал вертикально. Тогда его длина перестанет быть актуальной.
Но кроме длины канала существуют размеры и других элементов транзистора, которые тоже нельзя сокращать бесконечно. Поэтому следующим шагом может быть переход на другие материалы, где различные паразитные эффекты могли бы проявляться меньше.
Так что да, мы дождёмся и 1 нм, и 0,7 нм, и т.д., поскольку чипы начнут расти в высоту, а значит, плотность элементов в проекции на плоскость будет продолжать возрастать, чем не преминут воспользоваться маркетологи! :-)
В более отдалённой перспективе можно будет вообще ожидать переход с электроники на фотонику, то есть, вместо электронов (носителей заряда) для передачи информации использовать фотоны (кванты излучения). Однако и тут могут возникнуть проблемы.
Дело в том, что фотонные устройства оптического диапазона должны быть существенно большие электронных, поскольку свет не может эффективно направляться в размерах, меньших длины волны. Один оптический модулятор может занимать место >100 транзисторов. Однако выходом может быть фотоника рентгеновского диапазона.
С другой стороны, можно увеличивать не только частоту излучения, но и размер всей схемы, поскольку с переходом на фотоны этот параметр (плотность элементов) может вообще стать неактуальным для быстродействия микропроцессора.
На этом всё. Снавьте нравлики, подписывайтесь на канал и пишите свои прогнозы в комментариях. Удачи! :-)