A IBM Research conseguiu ultrapassar os limites físicos para a gravação de processadores atingindo a marca de 7 nm. A título de comparação, o diâmetro de um feixe de DNA é de 2,5 nm e de acordo com a empresa será possível fabricar chips contendo 20 bilhões de transistores! Em termos de performance e potência, o ganho será de cerca de 50% em comparação com a última geração de processadores gravados em 10 nm. Este sucesso está dentro de um programa de pesquisa e desenvolvimento que a IBM lançou no ano passado.

Processador gravado em 7 nanômetros concebido pela IBM e seus parceiros (Universidade do Estado de Nova York, Sansung e Global Foundries). O chip poderá conter até 20 bilhões de transistores e permitir uma potência 50% superior aquela dos processadores atuais com gravação em 10 nm.

Créditos: IBM Research

Dotado de um orçamento de 3 bilhões de dólares, a empresa visa, de um lado, ultrapassar os limites físicos da tecnologia em silício e, de outro, encontrar alternativas para este material explorando outras possibilidades, tais como: os nanotubos de carbono, o grafeno, a fotônica, a informática quântica, os chips neurosinápticos ou os transistores de efeito de campo (Mosfet).


Liga de germânio-silício para aumentar a mobilidade dos elétrons

Para desenvolver está técnica de gravação em 7 nm, a IBM Research trabalhou conjuntamente com o College of Nanoscale Science and Engineering da Universidade do Estado de Nova York, Sansung e a Global Foundries. A técnica está baseada em duas inovações-chave. Primeiramente temos a substituição do silício por uma liga silício-germânio (GeSi) para a fabricação do canal de transistores do tipo FinFET. Num sistema de 10 nm, a condutividade do silício não é suficiente. A Adição do germânio permitiu aumentar a mobilidade dos elétrons e obter uma circulação adequada de corrente elétrica. Demonstrando que esta solução é tecnicamente viável, a IBM e seus parceiros traçaram um caminho de outros autores da indústria de semicondutores poderão seguir, começando pela Intel.

A figura mostra o que consiste transistores de 7 nm. Para obter uma gravação tão fina, a IBM usou a litografia ultravioleta extrema (EUV), cujo comprimento de onda está na faixa de 10 e 15 nm.

Créditos: IBM Research

A segunda inovação importante introduzida com este processador diz respeito à gravação. Trata-se de litografia no extremo ultravioleta (EUV) cujo comprimento de onda é muito pequeno, compreendido na faixa de 10-15 nanômetros. Atualmente, a litografia de maior performance para gravação de chips de silício em 14 nm é aquela que utiliza um laser de fluoreto de argônio (ArF) cujo comprimento de onda é de 193 nm.

Se a passagem para a litografia EUV se coloca como promissora para a gravação de 10 nm, sua realização dentro de um processo de fabricação industrial é delicada e custosa. O tempo de exposição durante a gravação EUV é mais elevado e não é certo que tal situação seja compatível com uma fabricação em alta velocidade. De fato, a menor vibração pode falsear a precisão dos sistemas ópticos que dirigem a radiação para gravar as linhas numa escala próxima daquela do átomo. Investimentos pesados serão necessários para conceber as linhas de produção como também a operação desta tecnologia.

A IBM não avançou a informação sobre a data para colocar em produção os processadores gravados em 7 nm. O fabricante TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) anunciou que espera iniciar os testes de produção no decorrer de 2017. A Intel trabalha igualmente sobre os 7 nm, entretanto não indicou a data para a fabricação desta geração de processador. Os chips que são atualmente comercializados são gravados em 14 nm e os modelos em 10 nm deverão estar no mercado em 2016. Isto nos faz pensar que os processadores de 7 nm chegarão ao mercado não antes daqui a 2 a 3 anos.

Futura Sciences (Tradução -MIA/OLA).


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