Der Intel-Mitbegründer und ehemalige CEO Gordon Moore machte 1965 eine Beobachtung. Er stellte fest, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Siliziumchip jedes Jahr verdoppelte, und revidierte diese 1975. Nach der Überarbeitung besagte das “Gesetz”, dass die Anzahl der Transistoren auf einem Siliziumchip verdoppelt sich alle zwei Jahre.
Technologiefirmen wie Samsung und IBM arbeiten daran, das Mooresche Gesetz noch einige Jahre am Leben zu erhalten
Das Mooresche Gesetz hat sich im Laufe der Jahre bewährt und ist wichtig, denn je höher die Anzahl der Transistoren auf einem Chip ist, desto leistungsfähiger und energieeffizienter ist dieser Chip. Und die leistungsstärksten Chips, die auf mobilen Geräten wie Smartphones zum Einsatz kommen, verfügen bereits über erstaunlich viele Transistoren. Zum Beispiel die 5 nm A15 Bionic, die verwendet wird, um die
iPhone 13 Serie trägt 15 Milliarden Transistoren in
jeder Chip Das ist eine Milliarde weniger als die 16 Milliarden Transistoren im M1-Chip des iPad Pro.
Samsung und IBM haben den Vertical Transport Field Effect Transistor entwickelt
Wenn die Anzahl der Transistoren in einem Chip wächst, schrumpft die Größe jedes einzelnen weiter, denn nur so können mehr Transistoren in jeden Chip passen, ohne den Chip größer zu machen. Im nächsten Jahr wird TSMC voraussichtlich mit dem Testen der Chipproduktion mit dem 3nm-Prozessknoten beginnen und es ist nicht klar, ob dieser Knoten für den A16 Bionic verwendet werden kann oder ob die 2022er iPhone-Modelle von einem 4nm-SoC angetrieben werden.
Um das Mooresche Gesetz am Leben zu erhalten, Wir haben Ihnen von der High NA EUV-Maschine von ASML erzählt, die in der Lage sein wird, extrem dünne Schaltungsmuster auf Siliziumwafer zu übertragen, um bei der Herstellung dieser Komponenten zu helfen. Und nach
Engadget, IBM und Samsung haben eine weitere neue Technologie, die auch das Mooresche Gesetz am Leben erhalten könnte. Die sogenannten Vertical Transport Field Effect Transistors (VTFET) sind Transistoren, die vertikal auf einem Chip gestapelt sind.
Das aktuelle Design von SoCs und Prozessoren erfordert, dass die Transistoren flach auf einer Siliziumoberfläche liegen, wenn der Strom von einer Seite zur anderen fließt. Beim VTFET sind die Transistoren senkrecht zueinander angeordnet und der Strom fließt senkrecht. IBM und Samsung sagt, dass dieses Design es ihnen ermöglichen wird, Beschränkungen zu umgehen, die das Mooresche Gesetz bedrohen, und wird auch zu weniger Energieverschwendung aufgrund eines größeren Stromflusses führen.
Das Fazit der beiden Technologiefirmen ist, dass Chips, die VTFET-Transistoren verwenden, doppelt so schnell arbeiten können wie frühere Komponenten oder 85 % weniger Energie verbrauchen als Chips, die mit FinFET-Transistoren betrieben werden. TSMC hält für seinen 3-nm-Prozessknoten an FinFET fest, während Samsung für seine 3-nm-Chips voraussichtlich zu Gate All-Around (GAA) wechseln wird. IBM und Samsung sagen, dass VTFET-Chips eines Tages Smartphones ermöglichen könnten, eine ganze Woche lang ohne Aufladen der Batterien zu arbeiten.
IBM und Samsung sagen, dass sie nicht wissen, wann das neue Design kommerzialisiert wird. Sie erinnern sich vielleicht daran, dass im vergangenen Mai IBM produzierte den weltweit ersten 2-nm-Chip mit Gate-All-Around (GAA)-Transistoren und seiner Nanosheet-Technologie, die es IBM ermöglicht, bis zu 50 Milliarden Transistoren in einem Raum von der Größe eines Fingernagels unterzubringen. Um dies zu veranschaulichen, bedenken Sie, dass Apples M1 Max 57 Milliarden Transistoren enthält und ein größerer Chip als der M1 ist.
Intel geht seinen eigenen Weg, um das Mooresche Gesetz in Kraft zu halten, indem es Chips im Angström-Maßstab mit dem Ziel entwickelt, sie im Jahr 2024 hochfahren zu lassen. Ein Angström (1A) entspricht 0,1 nm und jedes Siliziumatom wiegt 1,92 A. Intel plant mit seinem Intel 20A Process Node die Chipproduktion unter die 1-nm-Architektur zu bringen. Dieser Knoten wird RibbonFET verwenden, Intels erste neue Transistorarchitektur seit 2011.
RibbonFET ist Intels Version von Gate All-Around, auf die Samsung bereits hingewiesen hat und die es mit seinen 3-nm-Chips verwenden möchte. Die besten Köpfe der Branche arbeiten daran, das Mooresche Gesetz am Leben zu erhalten und die Zukunft aller Produkte, die wir lieben, steht auf dem Spiel.
