IBM, Samsung-team voor onconventionele, superefficiënte halfgeleider

IBM en Samsung Electronics hebben een onconventioneel ontworpen halfgeleider ontworpen die door de techgiganten wordt genoemd en die belooft het energieverbruik met 85% te verminderen ten opzichte van bestaande chips.

Het ontwerp zou een heleboel nieuwe toepassingen mogelijk maken, waaronder energiezuinige cryptomining en gegevensversleuteling, maar ook batterijen voor mobiele telefoons die meer dan een week kunnen worden opgeladen in plaats van dagen zonder te worden opgeladen, aldus bedrijven.

[Krijg regelmatig geplande inzichten door u aan te melden voor de Network World-nieuwsbrieven.]

De nieuwe halfgeleider zou ook zijn weg kunnen vinden naar het nieuwe internet der dingen (IoT) en edge-apparaten die minder energie verbruiken, waardoor ze kunnen werken in meer diverse omgevingen zoals oceaanboeien, autonome voertuigen en ruimtevaartuigen, aldus de bedrijven.

Wat nieuw is aan het chipontwerp is dat de vertical-tansport field effect transistors (VTFET) loodrecht op het oppervlak van de chip zijn gebouwd met een verticale (op en neer) stroom. Met conventionele chiptechnologie liggen transistors plat op het oppervlak van een halfgeleider, waarbij de elektrische stroom zijdelings (side-to-side) vloeit, volgens een blog van Brent Anderson, VTFET Architect en Program Manager, en Hemanth Jagannathan, VTFET Hardware Technologist en hoofdonderzoeksmedewerker.

“Het VTFET-proces pakt veel belemmeringen voor prestaties en beperkingen aan om de wet van Moore uit te breiden, aangezien chipontwerpers proberen meer transistors in een vaste ruimte te stoppen. Het beïnvloedt ook de contactpunten voor de transistors, waardoor een grotere stroom kan vloeien met minder verspilde energie”, aldus de onderzoekers.

VTFET lost schaalbarrières op door fysieke beperkingen op de lengte van de transistorpoort, de dikte van de spacer en de contactgrootte te verminderen, zodat deze functies elk kunnen worden geoptimaliseerd, hetzij voor prestaties of energieverbruik, aldus de onderzoekers.

"De wet van Moore, het principe dat het aantal transistors in een dichtbevolkte IC-chip ongeveer elke twee jaar zal verdubbelen, nadert snel wat als onoverkomelijke barrières worden beschouwd", aldus de onderzoekers. "Naarmate meer en meer transistors in een eindig gebied worden gepropt, hebben ingenieurs bijna geen ruimte meer, maar VTFET-innovatie richt zich op een geheel nieuwe dimensie, die een weg biedt naar de voortzetting van de wet van Moore."

Intel zei deze week dat het ook verticale chipstapeling bekijkt als een manier om door te gaan met het ontwikkelen van halfgeleiders die meegroeien met de wet van Moore.