Последние несколько лет я только и слышу, что «производители чипов упёрлись в технологический предел». Ещё пару лет назад я часто слышал, что чипы, произведённые по техпроцессу 5 нм и менее, будут нестабильны, и развалятся в течение месяцев. Год назад такое говорили про 3 нм. Теперь про 2...
Так вот, в документе, предназначенном для инвесторов, нидерландская компания ASML, которая производит передовые литографы для печати чипов (фабрика TSMC, где печатаются процессоры российской разработки, использует оборудование этого производителя), изложила своё видение перспектив создания процессоров.
Согласно документу, к 2030 году процессоры будут включать более 300 миллиардов транзисторов логики. Компания заявила, что Закон Мура, подметивший, что количество транзисторов в процессорах удваивается каждые 18-24 месяца, жив и здоров, несмотря на многочисленные прогнозы о том, что он подходит к концу.
Компания планирует достичь такого количества транзисторов, разделив процесс разработки на две фазы: первая — увеличение плотности транзисторов, а вторая — улучшение упаковки и укладки чипа.
Плотность транзисторов
Для техпроцессов менее 5 нм, таких как 3 нм и 2 нм, компания использует полевые транзисторы (FET) на основе двухмерных наноструктур (толщина двухмерных наноструктур обычно находится в районе 1 нм, хотя само определение подразумевает толщину до 100 нм) и экстремальную ультрафиолетовую (или мягкую рентгеновскую, кому как больше нравится, диапазоны пересекаются) литографию.
Путь к техпроцессу 1,5 нм будет ещё более сложным и потребует расщеплённых двумерных наноструктур для формирования полевых транзисторов.
Для достижения техпроцесса 1 нм потребуется использование химически чувствительных полевых транзисторов (CFET).
И, наконец, для техпроцессов менее 1 нм будут использоваться двухмерные транзисторы с каналами атомарной толщины.
Улучшение упаковки и укладки
Поскольку к 2030 году использование более 50 миллиардов транзисторов, очевидно, станет де-факто стандартом для процессоров, ASML и TSMC хотят внедрить передовые технологии упаковки для объединения чипов и создания многокристальных модулей (MCM), в результате чего и будет создан процессор с более чем 300 миллиардами транзисторов.
Наряду с гетерогенной конструкцией процессора и многоуровневыми системами ввода-вывода, будет играть важную роль и трёхмерная логическая укладка. Например, TSMC и AMD находятся сейчас на пороге использования передовых технологий упаковки и укладки — они создали т.н. «структурный кремний» с памятью, уложенной поверх логики.
Заключение
В общем, пока техпроцесс продолжает достаточно уверенно уменьшаться, а предел может возникнуть только тогда, когда каналы транзисторов превратятся в цепочки атомов. А вот что станет следующим шагом микроминиатюризации? Что более мелкое и энергоэффективное можно использовать в качестве транзистора?
Свои ответы и предположения пишите в комментариях. Подписывайтесь на мой канал, ставьте лайки! Пока!