Nye materialer
Et forskningsgennembrud fra chipgiganten Intel betyder, at produktionen af stadig hurtigere processorer er sikret den næste halve snes år. Efter fem års forskning har Intel nemlig fundet de helt rigtige materialer til transistorerne.
| En transistor i tværsnit. Det er gate electrode og dielectric, som Intel har fundet nye materialer til. |
En gate er den del af transistoren, der bestemmer, om den er tændt eller slukket, og siliciumoxid og polykrystallinsk silicium har hidtil været benyttet som henholdsvis dielektrikum og gate-elektrode i transistorerne.
Det skal der laves om på, for der begynder så småt at opstå problemer med de materialer, der benyttes i dag.
Et lag siliciumoxid skal isolere transistorens gate fra underlaget, men efterhånden som processorerne er krympet, er dette lag blevet så ekstremt tyndt, at strømmen lækker ud gennem det. Man kan ikke bare bruge et tykkere lag, for det går ud over transistorens ydelse.
Lækagen betyder, at strømforbruget går i vejret, og da strømmen omdannes til varme, bliver processorerne meget varme. I forvejen bruger nye pc-processorer bruger i omegnen af 100 watt, og hvis problemet med strømlækage ikke var blevet løst, ville det blive meget svært at køle fremtidens processorer tilstrækkeligt.
Fra 2007
I stedet for siliciumoxid vil Intel benytte et helt nyt materiale til at isolere gaten. Dette stof har andre elektriske egenskaber, specielt en høj dielektricitetskontant, hvilket betyder, at man kan bruge et tykkere lag.
I stedet for 1,2 nanometer siliciumoxid kan der bruges et 3 nanometer tykt lag af det nye materiale, og så bliver strømlækagen så godt som stoppet, samtidig med at transistorerne kan blive hurtigere.
Det er nu ikke helt nemt at skifte dielektrikum i transistorens gate. Materialet skal nemlig forbindes med gate-elektroden, og det nye dielektrikum kan ikke arbejde sammen med en gate af polykrystallinsk silicium. Derfor skal elektroden også fremstilles af et nyt materiale, og Intel har fundet frem til en metallegering, der fungerer tilfredsstillende.
De nye materialer kræver for øvrigt en ny produktionsmetode. Det isolerende dielektrikum skal nemlig aflejres på silicium-underlaget et enkelt molekylelag af gangen.
Intel regner med at tage de nye materialer i brug i produktionen af processorer fra 2007, hvor fremstillingsteknologien er 45 nanometer. I øjeblikket er Intel ved at skifte fra 130 til 90 nanometer.
