Transistorer med doble porter masseproduseres fra 2007

Det har vært forsket på transistorer med doble porter siden 1980-tallet. IBM tror på masseproduksjon fra 2007. Gevinsten er høy ytelse og redusert strømforbruk.

Skissemessig er prinsippet svært enkelt. En vanlig transistor består av en kilde ("s" for "source" på skissen) der strømmen kommer inn, og et avløp ("d" for "drain") der strømmen renner ut. Oppgaven til porten er å slå strømmen av og på, avhengig av om den er satt under spenning eller ikke.

Dagens transistorer har bare én port. Med aktuelle transistorstørrelser og spenningsnivåer, er dette tilstrekkelig til å kunne skjelne om transistoren gjør jobben sin eller ikke, det vil at porten stenger for strømmen når den mister spenningen.

Med framtidens transistorstørrelser vil ikke dette virke. Kilde og avløp kommer så nær hverandre at transistoren vil trekke strøm uansett om det er spenning over porten eller ikke. Øker man spenningen, vil overoppheting sette kretsen ute av spill.

En løsning på dette, er å innføre en port nummer to på den andre siden av kanalen mellom kilde og avløp. Løsningen har vært foreslått siden 1980-tallet, og mange forskergrupper, på begge sider av Atlanteren, har arbeidet med både simuleringer og praktiske løsninger. IBM har prøvd forskjellige konstruksjonsmetoder siden 1997, og forbedret dem gradvis, blant annet i kombinasjon med andre nye teknologier som isolert silisium - "silicon on insulator". På skissen er de to isolerende lagene angitt i gult, et på oversiden av kanalen, et på undersiden. IBMs konstruksjon innebærer at det er ytterligere ett isolerende lag, som skjermer den nederste porten mot det bærende silisiumet.

De to portene innebærer at lekkasjestrøm ikke lenger er i stand til å forringe signalet. IBM mener dette kan utnyttes på to måter: Enten redusere spenningen over portene for å spare strøm, eller utnytte den større følsomheten til å oppnå raskere signaler, og dermed bedre ytelse. Fordi andre teknologier lover større forbedringer i samme retning på kortere sikt, regner ikke selskapet med at brikker basert på transistorer med doble porter - "double gated transistors" - vil komme i masseproduksjon før i 2007.

De nyeste forskningsresultater på dette feltet vil bli lagt fram på en internasjonal elektronikkonferanse som starter i USAs hovedstad i dag - 2001 IEEE International Electron Devices Meeting.

På den samme konferansen vil Intel legge fram sine siste resultater innen arbeidet mot "terahertz-transistoren" (se artikkelen Intel bryter varmemuren med TeraHertz-transistoren).

Til toppen