Intel sagt, dass es bis 2030 eine Billion Transistoren in ein Paket stopfen wird

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Vergangenes Jahr, Intel sagte, dass es TSMC und Samsung Foundry bis 2025 die Prozessführerschaft entziehen würde. Derzeit sind TSMC und Samsung die beiden führenden Chip-Foundries der Welt, die beide die modernsten Chips liefern. Beide werden im nächsten Jahr Chips ausliefern, die mit dem 3-nm-Prozessknoten hergestellt wurden. Machen wir es uns so einfach wie möglich. Je kleiner der Prozessknoten, desto kleiner sind die Transistoren, die zur Stromversorgung eines Chips verwendet werden, was bedeutet, dass mehr von ihnen im Inneren untergebracht werden können.

Je höher die Transistoranzahl eines Chips ist, desto leistungsfähiger und energieeffizienter ist er in der Regel

Je mehr Transistoren sich in einem Chip befinden, desto leistungsfähiger und energieeffizienter ist er in der Regel. Nehmen wir das iPhone als Beispiel. Der 2013 veröffentlichte A13 Bionic SoC wurde in der iPhone 11-Serie verwendet und mit dem 7-nm-Prozessknoten von TSMC hergestellt. Der Chip enthielt 8,5 Milliarden Transistoren. Der A16 Bionic, der das iPhone 14 Pro und iPhone 14 Pro Max antreibt, wird mit dem 4-nm-Prozessknoten von TSMC (technisch ein verbesserter 5-nm-Prozess) hergestellt und verfügt über fast 16 Milliarden Transistoren.

Bis 2025 könnten wir sehen, wie TSMC und Samsung 2-nm-Chips herausbringen Letztere sprechen bereits davon, 1,4-nm-Chips bis 2027 zu produzieren. TSMC hat 1-nm-Chips erwähnt, aber keinen Zeitrahmen für ihre Ankunft angegeben. Aber Intel lässt sich nicht abweisen und auf der IEDM 2022 (International Electron Devices Meeting) feierte das Unternehmen den 75. Jahrestag der Erfindung des Transistors durch Ankündigung von Plänen bis 2030 eine Billion Transistoren auf einem Gehäuse zu haben.
Ein Gehäuse ist das Gehäuse, in dem Chips untergebracht sind. Sie werden entweder auf eine Leiterplatte (PCB) gelötet oder in die Leiterplatte gesteckt. Ein Chip-Die befindet sich in einem Gehäuse, es sei denn, es handelt sich um ein Multi-Chip-Modul. Ein Beispiel hierfür wäre eine eMMC-Flash-Karte, die einen Flash-Speicher und einen Flash-Speicher-Controller enthält.

Intel sagt, dass es in der Lage sein wird, Moores Gesetz am Leben zu erhalten; Dies ist die Beobachtung von Intel-Mitbegründer Gordon Moore, der ursprünglich forderte, die Anzahl der Transistoren in Chips jedes Jahr zu verdoppeln. Moore überarbeitete dies 10 Jahre später, als er anstrebte, dass sich die Anzahl der Transistoren bis 1975 alle zwei Jahre verdoppeln würde. Intel wird dabei geholfen, den ersten Riss in der High Numerical Aperture Extreme Ultraviolet Lithography Machine zu haben, der Lithographiemaschine der nächsten Generation, die zum Ätzen dünner Schaltkreise entwickelt wurde Muster auf den Wafern, die zu Chips werden.

Wie Intel plant, die Prozessführerschaft zurückzugewinnen

Die neuen Maschinen werden es Gießereien ermöglichen, Schaltungsdesigns mit höheren Auflösungen zu ätzen, um 1,7-mal kleinere Chipmerkmale und eine 2,9-mal höhere Chipdichte zu ermöglichen. Jede Maschine hat einen Preis von etwa 300 Millionen Dollar. Gary Patton, Intel Vice President und General Manager of Components Research and Design Enablement, sagte: „Fünfundsiebzig Jahre nach der Erfindung des Transistors adressiert das Mooresche Gesetz weiterhin die Innovation, die der weltweit exponentiell steigenden Nachfrage nach Computern entspricht.“

Patton fuhr fort: „Auf der IEDM 2022 präsentiert Intel sowohl die zukunftsorientierten als auch konkreten Forschungsfortschritte, die erforderlich sind, um aktuelle und zukünftige Barrieren zu durchbrechen, diese unersättliche Nachfrage zu befriedigen und das Mooresche Gesetz für die kommenden Jahre am Leben zu erhalten.“
Eine der wichtigsten Entdeckungen in der Branche ist der Ersatz von FinFET-Transistoren durch Gate-All-Around (GAA). Im Gegensatz zu FinFET (das TSMC immer noch für seinen 3-nm-Prozessknoten verwendet) können Stromflüsse auf allen vier Seiten des Kanals manipuliert werden und verwenden vertikal gestapelte Nanobänder. Samsung verwendet GAA für seine 3-nm-Chips, während TSMC nicht nachziehen wird, bis es in einigen Jahren mit der Produktion von 2-nm-Chips beginnt. Intel, das seine GAA-Technologie RibbonFET nennt, wird 2024 mit der Auslieferung solcher Chips beginnen.

Auch neue Innovationen bei der Verpackung von Chips mit einer 10-fachen Verbesserung der Dichte helfen Intel bei seinem Ziel, Gehäuse mit einer Billion Transistoren zu produzieren. Dies wird eine enorme Erhöhung der Anzahl von Transistoren ermöglichen, die in eine kleine Fläche passen. Und neue Materialien zur Herstellung kleinerer Transistoren umfassen die Verwendung eines superdünnen Materials, das nur aus drei Atomen besteht!

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