Lover ekstrem ytelse med 3D-transistorer

Mye høyere ytelse og mindre plassbehov skal kunne oppnås ved å bygge transistorer i tre dimensjoner.

Hvis man skal fortsette å bruke dagens transistorteknologier i prosessorer og minnebrikker, vil man i løpet ikke veldig mange år nærme seg en teoretisk grense for både størrelse og hastighet som man, i hvert fall per i dag, ikke vet hvordan man skal kunne omgå. Derfor forskes det på mange områder for å finne løsninger som omgår disse begrensningene.

    Les også:

Nå har forskere ved Unisantis Electronics i Japan og Institute of Microelectronics (IME) i Singapore besluttet å samarbeide om å utvikle verdens første tredimensjonale transistor, Surrounding Gate Transistor (SGT).

Forskerteamet skal ledes av Fujio Masuoka, teknologisjef i Unisantis. Det var Masuoka som på 1980-tallet oppfant flashminnet da han var ansatt hos Toshiba. Denne minnetypen benyttes i dag i blant annet mange MP3-spillere, så godt som alle digitale kameraer og som små, separate lagringsenheter. Masuoka har også vært involvert i utviklingen av en rekke andre etablerte minnetyper.

I en pressemelding forteller Masuoka at transistoren gruppen skal utvikle, består av et vertikalt stativ omgitt av minneceller, elektriske kontakter og andre komponenter. Med en slik design skal avstanden som elektronene må bevege seg for å overføre informasjonsbærende elektriske signaler, kunne reduseres betraktelig.

Forskerne mener at integrerte kretser basert på SGT vil kunne operere opptil ti ganger raskere enn eksisterende brikker basert på todimensjonale transistorer med horisontalt arrangerte komponenter. Foreløpig skal transistoren kunne øke klokkehastigheten til prosessorer opp til 20 GHz, men det er antatt at teknologien er i stand til å operere ved klokkehastigheter på 50 GHz eller mer.

SGT-baserte brikker skal dessuten kunne generere mindre varme og koste mindre å produsere enn dagens brikker. Illustrasjonene nedenfor viser en standard MOS-transistor med en SGT.

I brikker skal denne transistoren bare kreve 30 prosent av plassen, sammenlignet med konvensjonelle MOSFET. Illustrasjonen nedefor viser en invertererkrets laget med henholdsvis SGT og MOSFET.

- SGT åpner for så store framtidige forbedringer for silisiumbaserte halvledere, både når det gjelder transistorstørrelse og prosesseringshastighet, at det vil ta minst 30 år før de teoretiske grensene blir nådd. Slike forbedringer er nødvendige for at nye generasjoner med integrerte kretser skal kunne møte ytelseskravene fra IT-produkter og databehandlingsnettverk med stadig økende funksjonalitet og kompleksitet, sier Masuoka i en pressemelding. Han utviklet prinsippet for SGT allerede i 1988.

For å utvikle den fysiske transistoren, er det foreløpig blitt satt av midler for 24 måneders arbeid. Men dette vil kunne utvides dersom det skulle være behov.

Til toppen