השתלת סיליקון ליצרני השבבים

חומרים חדשים פותחו במטרה לצמצם עוד יותר את הטרנזיסטורים במחשב ולפרוץ את גבול הננוטכנולוגיה. בכך מאריכות טכנולוגיות אלו את תקופת הסיליקון כבסיס לתעשיית המיחשוב

אבי בליזובסקי

תמונה – הגרף של חוק מור, מאתר אינטל –

חברת אינטל הודיע כי תחל בפיתוח תהליך ייצור שבו הטרנזיסטורים יהיו ברוחב 45 ננומטר (מיליארדית המטר). כיווץ אבני הבניין הבסיסיות של השבבים יאפשר לבנות אותם מהירים ויעילים יותר. גם יבמ אותתה השבוע על כוונותיה להתחיל בייצור שבבים המשתמשים ברכיבים הזעירים הללו. הענק הכחול, שפיתח את טכנולוגית הטרנזיסטורים שלו ביחד עם טושיבה, סוני ו-AMD מתכוון לשלב את הרכיבים הללו בשבבים בשנת 2008. אינטל מסרה כי היא תחל בייצור מסחרי של המעבדים בשלושה מפעלים שלה בהמשך השנה.
המעבדים החדשים של אינטל, ששם הקוד שלהם הוא פנרין  (Penryn) יכילו 400 מיליון טרנזיסטורים בשבב שגודלו כמחצית מגודלו של בול דואר. כמו המעבדים הננוכחיים הם יבואו באריזה של ליבה כפולה וליבה מרובעת ומשמעות הדבר היא שיהיו שניים או ארבעה מעבדים נפרדים על כל שבב. החברה לא מסרה מה תהיה מהירות המערכת.
טכנולוגית הייצור ב-45 ננומטרים היתה המטרה ליצרני השבבים מאז שהצליחו להשיג את השיא הקודם -65 ננומטרים. טרנזיסטור הוא מתג אלקטרוני בסיסי. כל שבב דורש מספר רב של טרנזיסטורים וככל שיש יותר וככל שהם מסוגלים למתג יותר מהר, כך גדלה עוצמת השבב הנמדדת במספר החישובים שהוא מסוגל לבצע ליחידת זמן.
משמעות הפיתוח היא כי החוק הבסיסי המאפיין את תהליך פיתוח השבבים, הידוע כ”חוק מור”, נשאר בעינו.  הנחתו של אחד מהשותפים לייסוד אינטל, גורדון מור משנת 1965, היתה כי מספר הטרנזיסטורים בשבב יכפיל את עצמו מדי 24 חודש. חוק מור מציג תחזית התפתחות של תעשיית המעבדים והמחשבים ומצד שני הוא משמש גם מעין מפת דרכים לתעשייה עצמה. הפחד של החברות בתחום המעבדים והמחשבים הוא להישאר מאחור והמוטיבציה שלהן להמשיך לפתח טכנולוגיה בקצב מהיר היא רבה.

במשך למעלה מ-45 שנים הצליחו יצרני השבבים לשמור על הקצב שחזה מור (במעין נבואה שהגשימה את עצמה תרתי משמע), והפחיתה את גודל השבבים ובמקביל ארזה הרבה יותר שבבים לתוך כל שבב. ואולם לאחר חציית גבול 65 הננומטרים, הסיליקון שבו נעשה שימוש לייצור מרכיבים חיוניים של השבבים – שערים לא מוליכים, כבר לא הצליחו להגיע לביצועים שהגיעו אליהם קודמיהם בקני מידה גדולים יותר. כתוצאה מכך, הזרם חוצה דרך החורים בטרנזיסטורים ומפחית את יכילות השבב. כדי למנוע זאת, החוקרים היו חייבים לפתח חומרים חדשים שיכילו את הזרם בקני מידה כל כך קטן. סוג נגזרת הסיליקון המכונה מתכות high-k.
הפיתוח והשילוב של החומרים החדשים לרכיבים עובדים תואר בידי גורדון מור (בן ה-78) כשינוי הגדול ביותר בטכנולוגית הטרנזיסטורים מאז סוף שנות השישים. השבבים הפועל הראשון ששילב רכיבים ברוחב 45 ננומטרים הוצג בשנה שעברה על ידי אינטל אך הם לא שולבו עדיין במוצרים מסחריים.
ד”ר צ'ה שיאנג צ'ן, סגן נשיא למדע וטכנולוגיה במעבדות המחקר של יבמ אמר: “עד כה התמודדה תעשיית השבבים עם סימן השאלה עד כמה יוכלו לדחוף את טכנולוגית השבבים הנוכחית. לאחר 10 שנות מאמץ, כעת אנו מצליחים להתקדם.”
שתי היצרניות לא מסרו כיצד הן משלבות בדיוק את המתכות הללו, אך גם אינטל וגם יבמ מסרו כי הצליחו לשלב את השבבים הללו לטכנולוגית הייצור הנוכחית שלהם במאמץ מזערי.