הטרנזיסטור החדש יביא להגברת ביצועי השבבים
יבמ פיתחה סוג חדש של טרנזיסטור העשוי להוביל בתוך שנים אחדות
לשיפורים מהותיים בביצועים ובצריכת הזרם במערכות מחשב.
טרנזיסטורים הם כידוע אבן הבנין של כל רכיבי המיקרואלקטרוניקה.
“טרנזיסטור של שער כפול”, כפי שמכונה הרכיב החדש, יכול לשאת
כפליים מטען חשמלי ולפעול בקצב כפול מזה המצוי כיום תוך הקטנת
גודלו הפיסי אל מתחת לכל המוכר עתה. עד כה סברו כי כל הקטנה
נוספת של טרנזיסטורים מקובלים, תיתקל בקרוב במגבלות חוקי
הפיסיקה – מה שאומר האטה בקצב המזעור והפיתוח של מערכות חדשות.
פריצת הדרך הטכנולוגית של יבמ מתבססת על חידושים טכנולוגיים
קודמים של מדעניה – ובראשם הסיליקון על גבי מבודד (SOI),
המאומץ עתה על ידי יצרנים מובילים. השימוש והמומחיות בתחום
הסיליקון על גבי מבודד, מאפשרים לתכנן טרנזיסטורים במבנים שלא
היו אפשריים בעבר ולהמשיך לייצר את השבב כולו בקווי ייצור
קונבנציונאליים.
עבודות חדשות של מדעני יבמ בתחום הסיליקון על גבי מבודד
והטרנזיסטור בעל השער הכפול, הוצגו בלמעלה מעשרים מאמרים
מדעיים בכנס העולמי של יצרני רכיבים אלקטרוניים (IEDM) שהתקיים
בוואשינגטון.
כידוע, ביצועיו של כל שבב תלויים בקצב בו מסוגלים מיליוני
הטרנזיסטורים המשולבים בו לעבור ממצב “פתוח” למצב “סגור” תוך
השקעה מינימאלית של אנרגיה במעבר הזה. רכיב ה”שער” (gate) בכל
טרנזיסטור, שולט בזרימת החשמל דרך הטרנזיסטור הזה. ככל
שהטרנזיסטורים מצטמצמים ומתכווצים קשה יותר לשער בודד לשלוט
בכל משימות המיתוג. בטרנזיסטור בעל השער הכפול, אותו פיתחה
יבמ, מוקף הערוץ בשני שערים – המאפשרים הכפלת השליטה בזרם,
וניהול המעגל כולו מהר יותר ובצריכת מתח נמוכה יותר.
עם ההכרזה הנוכחית, מעבירה יבמ את העבודה על הטרנזיסטור בעל
השער הכפול מהרמה התיאורטית הטהורה – לקטגוריית הטכנולוגיות
המורות על אפשרות שימוש מעשי בשבבי העתיד. יבמ הצליחה לפתור
כמה מהבעיות שהכשילו ניסיונות לפיתוחים דומים, ובמרכזן – דליפת
מתח, צריכת זרם גבוהה, והפרעות בזרימה החשמלית. טכנולוגיית
הטרנזיסטור בעל השער הכפול של יבמ פותרת רבות מהבעיות האלה,
לראשונה בעולם – ומביאה את הרעיון קרוב מאי-פעם למימוש בייצור
בפועל.
חידושים נוספים אותם הציגה יבמ בכנס בוואשינגטון כוללים
טרנזיסטור הפועל במהירות 2 טרא-הרץ; תא זיכרון SRAM הקטן ביותר
אי-פעם, בשטח של 1.8 מיקרון רבוע; מפענח תמונה בטכנולוגיית
סיליקון על גבי מבודד (SOI) למשימות תקשורת אופטית וכן מחקר
המספק הוכחה ראשונה לפיה טרנזיסטורים הבנויים ננו-שפורפרות
פחמן (מולקולות שבהן יוצרים אטומי פחמן מבנה של “צינורית”)
יכולים להציע ביצועים טובים מאלה של טרנזיסטורים מסיליקון.
מחקר אחר של יבמ קובע כי המהירות התיאורטית אליה יכולים
טרנזיסטורים להגיע נעה סביב 30 טרא-הרץ (30 אלף גיגה-הרץ,
לעומת כשני גיגה-הרץ בשבבים המוכרים כיום במחשבים אישיים) ודן
בדרכים להתקרב לתחומים אלה.
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~322094301~~~80&SiteName=hayadan
