terahertz

26/ 11/ 2001 | Intel TeraHertz transistor

ΣΑΝ ΣΗΜΕΡΑ 26 Νοεμβρίου 2001, η Intel ανακοινώνει μία ακόμη καινοτομία στην κατασκευή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, η οποία μειώνει θεαματικά τις ενεργειακές απαιτήσεις και τις θερμικές απώλειες των chips. Επιπλέον, επιτρέπει την κατακόρυφη αύξηση των ταχυτήτων. Η νέα αρχιτεκτονική ονομάζεται εύγλωττα Intel TeraHertz transistor. Έως σήμερα όμως δεν έχει βρει εφαρμογή σε επεξεργαστές του εμπορίου.

Η νέα αρχιτεκτονική του TeraHertz transistor βασιζόταν ταυτόχρονα σε ανασχεδιασμό του κλασικών CMOS τρανζίστορ με τη χρήση νέων υλικών, όπως το οξείδιο του ζιρκονίου. Το τελευταίο αποτελεί σημαντικά καλύτερο μονωτή από ό,τι το οξείδιο του πυριτίου, που χρησιμοποιούνταν ευρύτερα στην κατασκευή τσιπ. Η ύπαρξή του ήταν απαραίτητη, καθώς η ολοένα και μεγαλύτερη σμίκρινση των τρανζίστορ οδηγούσε σε μεγαλύτερες διαρροές ρεύματος κατά τη μετάπτωση σε κατάσταση off (0). Αυτό με τη σειρά του έχει σαν συνέπεια την ανάγκη εφαμοργής υψηλότερης τάσης σε αυτό, με συνέπεια την αύξηση τις ισχύος και τις περαιτέρω θερμικές απώλειες. Το υπέρλεπτο φιλμ οξειδίου του ζιρκονίου, στο TeraHertz transistor τοποθετείται εντός του υποστρώματος πυριτίου, μειώνοντας την απώλεια ρεύματος έως και εκατό φορές. Έτσι, η Intel μπόρεσε να μικρύνει ακόμη περισσότερο τις διαστάσεις του τρανζίστορ και να χρησιμοποιήσει χαμηλής αντίστασης επαφές στο στρώμα του πυριτίου. Πέρα από τις ευεργετικές επιπτώσεις στα ζητήματα του μεγέθους και της θερμικής απώλειας, ο σχεδιασμός του TeraHertz transistor δίνει τη δυνατότητα να αυξηθεί -χωρίς απώλειες και με πολύ χαμηλή τάση, της τάξης των 0,6 Volt– η συχνότητα εναλλαγής της κατάστασης του τρανζίστορ από 0 σε 1. Αν και θεωρητική η χρήση της έκφρασης TeraHertz (THz), στην πράξη αυτό σημαίνει ένα τρισεκατομμύριο αλλαγές κατάστασης σε ένα δευτερόλεπτο!

H αρχιτεκτονική του TeraHertz transistor περιλαμβάνει αλλαγές στην τυπική διάταξη των CMOS τρανζίστορ, μεταξύ των οποίων ένα επιπλέον υπόστρωμα οξειδίου υψηλής αντίστασης και νέες επαφές.

Το TeraHertz transistor μπορεί να μην απέκτησε το ίδιο εμπορική εφαρμογή, ωστόσο οδήγησε στην εξέλιξη της ιδέας με χρήση και άλλων υλικών, όπως για παράδειγμα το αρσενικούχο γάλλιο και το φωσφίδιο του ινδίου. Πρακτικές εφαρμογές σε εργαστηριακό επίπεδο έχουν επιτύχει πραγματικές συχνότητες της τάξης των 850 GHz (0,85 THz), πολύ κοντά δηλαδή στον αρχικό στόχο της Intel. Σήμερα, οι αρχές της αρχιτεκτονικής αυτής χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική τεχνολογία, σε συστήματα grid computing κ.α.