מקדימה ב-14 שנה את התחזיות לקצב המזעור בתעשייה
אבי בליזובסקי
https://www.hayadan.org.il/nano111202.html
יבמ חשפה את טרנזיסטור הסיליקון הזעיר בעולם, שאורכו שישה ננומטר – אחד חלקי 20,000 מעובייה של שערת ראש אחת.
אורכו של הטרנזיסטור החדש מגיע אל סמוך מאד למגבלות הגודל המולקולארי של הסיליקון עצמו, ברמת מזעור חסרת תקדים.
הטרנזיסטור החדש קטן פי עשרה מגודלם של הטרנזיסטורים המצויים כיום בייצור שוטף. קונסורציום בינלאומי של חברות המוליכים למחצה שפרסם אשתקד את מפת הדרכים החזויה לתעשייה, צפה כי על מנת לשמור על קצב השיפור בביצועי מערכות, יידרשו טרנזיסטורים קטנים מ- 9 ננומטר (אחד חלקי מיליארד של מטר) רק בשנת 2016. יבמ היא החברה הראשונה בעולם המייצרת טרנזיסטור עובד במימדי שער (gate) קטנים עוד יותר.
היכולת לבנות טרנזיסטור עובד במימדים כאלה מאפשרת להגדיל פי מאה את מספר הטרנזיסטורים על גבי שבב בודד בגודל נתון בהשוואה למוכר כיום. בתהליך הייצור של הטרנזיסטור הזה, הצליחה יבמ לגבור על המגבלות המוכרות של תהליכי מזעור, ובראשן דיוק וצפיפות השימוש בכוח המאפשר את ייצור השבב, קרוב מאד לרמה המולקולארית של הסיליקון עצמו.
הקטנת גודל השער של טרנזיסטור – גודל המתג המעביר את המעגל ממצב פועל למצב מנותק – משפרת את הביצועים והמהירות של שבב המחשב, ומקטינה את עלויות הייצור והתפעול במונחים של צריכת זרם לכל פעולת מיתוג. תעשיית מערכות המידע עוסקת במזעור טרנזיסטורים זה למעלה משלושים שנה, על מנת להתמודד עם הביקוש למכשירים אלקטרוניים קטנים יותר וחכמים יותר.
המזעור עד לרמה המולקולארית מוכיח כי המבנה והתפיסה הבסיסית של טרנזיסטור ממשיכים לתפקד גם במימדים האלה. בהמשך, יידרשו חידושים טכנולוגיים נוספים על מנת להשיג בו זמנית ביצועים גבוהים – ולנהל את צריכת הזרם ופליטת החום. תוצאות המחקרים והפיתוח של יבמ יובילו לעבודה נוספת בתחום רכיבי הסיליקון הצפופים והקטנים במיוחד, ויאפשרו למדענים להציג מבנים חדשים בתכנון השבבים האלה.
ההצלחה בפיתוח הטרנזיסטור החדש, נשענת על הקטנת עובי פרוסת הסיליקון על גבי מבודד (SOI), בה השתמשו מדעני יבמ. עובי גוף הסיליקון של הטרנזיסטור החדש עומד על 4-8 ננומטר בלבד, המספיקים לו על מנת להפגין ביצועי הדלקה וכיבוי מדוייקים. הטבעת פסי המוליך על פרוסת הסיליקון נעשתה בתהליך ליתוגרפיה (צילום) באורך גל של 248 ננומטר. חוקרי יבמ מעלים את ההשערה כי צמצום עובי פרוסת הסיליקון על גבי מבודד יאפשר הקטנה נוספת של רכיבי CMOS.
תוצאות המחקר החדש של יבמ מוצגות השבוע בכנס מקצועי בסאן פרנסיסקו.
חטיבת המחקר של יבמ היא ארגון המחקר הגדול בעולם בתחום טכנולוגיות המידע, עם למעלה מ- 3,500 מדענים וחוקרים בשש מדינות, בהם כ- 500 חוקרים בישראל במעבדות המחקר של יבמ בחיפה, רחובות ות”א.
