Con i transistor 3D la Legge di Moore diventa virtuale

Con i transistor 3D la Legge di Moore diventa virtuale

I limiti fisici dello scaling planare sono ormai stati raggiunti: procedere in tre dimensioni permetterà di spingersi oltre i limiti di oggi e darà una nuova spinta al settore dei semiconduttori

di pubblicata il , alle 11:03 nel canale Processori
TSMCSamsungToshibaIntel
 

Nicky Lu, direttore esecutivo della Taiwan Semiconductor Industry Association, non vede l'ora di approdare verso l'imminente epoca della Legge di Moore "virtuale" che porterà ad una ripresa della crescita e della profittabilità nel settore dei semiconduttori. "Vi saranno altri 30 anni di crescita per il settore dei semiconduttori. Vedremo che la Legge di Moore diventerà una legge virtuale" ha dichiarato Lu.

Il settore ha indubbiamente bisogno di una spinta: se dal 1995 al 2008 la crescita annuale composta è stata del 7%, con un ritorno agli azionisti di tre volte superiore a quello del mercato nel complesso, la situazione è ora molto differente. Alcuni produttori di semiconduttori continuano a prosperare e a mangiarsi competitor più piccoli, ma la crescita generale ed il giro d'affari sono calati.

Secondo Lu approdando verso il nodo di 1 nanometro sarà possibile portare al di fuori il settore da una stagnazione di circa 400 miliardi di dollari di giro d'affari annuale, per arrivare a mille miliardi. Il progresso sarà possibile, secondo Lu, adottando un passaggio verso una nuova generazione di semiconduttori che vadano oltre le limitazioni imposte dallo scaling lineare, che ha ormai raggiunto i limiti fisici.

Si tratta del motivo per il quale lo sviluppo dei semiconduttori ha iniziato a procedere per strade non lineari, segnate dall'annuncio della tecnologia Tri-gate da parte di Intel nel 2011 che ha portato allo sviluppo di transistor tridimensionali. Un approccio che secondo Lu conduce proprio alla Legge di Moore "virtuale": un fattore di scaling tridimensionale di 0,85 permette di ottenere una densità di transistor pari ad un fattore di scaling planare di 0,5. L'approccio tridimensionale ha preso piede nel settore, con realtà come Toshiba e Samsung che hanno realizzato memorie a 48 e 64 strati rispettivamente, dando il via alle memorie 3D NAND.

Secondo Lu il prossimo traguardo da superare è quello dell'integrazione eterogenea, ovvero l'unione di materiali silicio e non-silicio tramite tecnologie come InFO - Integrated Fan Out. Si tratta di un sistema di packaging sviluppato da TSMC che prevede il collocamento di pad di connessione sul bordo del silicio, eliminando la necessità di un substrato di interconnessione. Questo approccio dovrebbe consentire una riduzione del 20% nello spessore del package, un incremento prestazionale del 20% e prestazioni termiche migliori del 10%.

Un'altra innovazione è rappresentata dalla tecnologia Through Interconnect Via (TIV), ovvero dei "pilastri" che collegano il die di un chip con l'esterno così che si possano avere connessioni orizzontali e verticali entrambe al di fuori del silicio. Si tratta di un passaggio chiave per l'integrazione eterogenea e che in precedenza non era possibile approcciare per via della mancanza di una tecnologia come InFO. InFO permetterà al silicio di collegarsi direttamente con elementi come lenti, sensori o attuatori che attualmente sono tutti collocati su una scheda a circuito stampato e che, per questo motivo, consumano molta energia. Secondo Lu il consumo energetico ottimale è di cinque ordini di grandezza inferiore rispetto all'attuale. Tutti questi presupposti gettano le basi per un nuovo modello di collaborazione tra i vari attori del panorama dei semiconduttori.

"Ci dovrebbe essere un passaggio molto fluido verso queste nuove tecnologie perché siamo ancora a due generazioni dalla fine della Legge di Moore. Tri-Gate, 3D NAND e InFO sono arrivate molto agilmente. Il silicio potrà arrivare fino a 5 nanometri con le prestazioni di 1 nanometro" commenta Lu.

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2 Commenti
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supertigrotto03 Novembre 2016, 12:14 #1

Interessante

Il prossimo passo sarà costruire una stampante 3D in scala nanometrica per costruire i microprocessori,cosa un po' fantascientifica ma non improbabile.Detto questo anche l'architettura potrebbe cambiare in futuro,con chip semi ottici utilizzando le proprietà dei fotoni,cosa che si sta sperimentando nei laboratori IBM e Intel
lucusta03 Novembre 2016, 21:31 #2
in realtà e' 2.5D tanti strati 2D impilati...

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