Процедуры изготовления полупроводников широко применяют жидкий азот для охлаждения и создания инертной атмосферы в критических зонах. Однако при достижении точки кипения азота -196°C использование данного метода ограничено из-за непригодности нанолистовых транзисторов для высоких температур.
Это ограничение особенно разочаровывает, учитывая потенциал повышения производительности чипов в таких условиях. Тем не менее, на Международной конференции IEEE по электронным устройствам в 2023 году в Сан-Франциско IBM представила концептуальный нанолистовой транзистор, который может решить эту проблему.
Эксперименты с концептуальным транзистором показали почти двукратное увеличение производительности при температуре кипения азота по сравнению с комнатной температурой. Улучшение производительности обусловлено уменьшенным рассеянием носителей заряда, что приводит к снижению энергопотребления. Благодаря этому, мощность источника питания может быть снижена, что позволит уменьшить размер микросхемы путем уменьшения ширины транзистора. Новая технология предлагает перспективное создание мощных чипов с охлаждением жидким азотом без перегрева.
Нанолистовые транзисторы могут стать заменой FinFET-транзисторов и удовлетворить требования 3-нм чипов. Объемные нанолистовые элементы способны генерировать высокий ток возбуждения, в то время как традиционные FinFET-транзисторы малоэффективны в этом отношении. Ожидается, что нанолистовые транзисторы будут использоваться в промышленных узлах 2 нм, таких как TSMC N2 и Intel 20A. Их применение также планируется в первом прототипе 2-нм процессора IBM.
Важно отметить, что в микросхемных технологиях меньше всегда означает лучше, и нанолистовые транзисторы способствуют развитию отрасли. IBM утверждает, что архитектура нанолистовых устройств позволяет разместить до 50 миллиардов транзисторов на пространстве размером с ноготь. Таким образом, технология нанолистовых транзисторов является неотъемлемой частью масштабируемости логических устройств, как подтверждает IEEE.