Applied Meterials, Synopsys, Qualcomm, cofundador de la industria de fabricación combinada de chips, simuló y analizó alternativas de diseño para cinco tecnologías de próxima generación en el centro de una discusión sobre transistores discretos y compuertas lógicas completas (incluyendo transistores individuales) ¿Cuál es la diferencia en el rendimiento?
El resultado fue que el ganador final no fue solo uno de los cinco candidatos, sino un nuevo diseño de los ingenieros de Qualcomm llamado NanoRings.
"El ingeniero de equipos o el ingeniero de procesos solo optimiza algunas funciones muy limitadas", explica SCSong, ingeniero jefe de QUALCOMM, Inc. En la dimensión del dispositivo, por ejemplo, se hace hincapié en la puerta de un transistor que funciona bien. Controlando el paso de la corriente a través de él, sin embargo, otros aspectos se volvieron más importantes cuando se convirtieron en una puerta lógica completa en lugar de un solo transistor. Vale la pena señalar que Song y su equipo encontraron que la capacitancia parásita del dispositivo - en El proceso de conversión se pierde debido a estructuras inesperadas de condensadores, el verdadero problema.
Es por esto que el equipo eligió Qualcomm su diseño nanómetros, en lugar de nanoláminas de IBM. Lei Feng red aprendió Qualcomm llamó Nanoslabs. Visto desde el lateral, Nanoslabs se parece a una pila de dos o tres paneles de silicio rectangulares, cada una La placa está rodeada por un dieléctrico high-k y una puerta de metal, que genera un campo eléctrico en el silicio para hacer fluir la corriente.
Con el electrodo de compuerta rodeando completamente cada una de las placas de silicio, el flujo de corriente puede controlarse bien, pero también se introduce la capacitancia parásita porque la estructura entre silicio, aislante, metal, aislante y silicio es esencialmente un par de condensadores Se observa que Nanorings soluciona este problema cambiando la forma del silicio y no llena por completo los huecos entre las placas de metal. Hornear el equipo en hidrógeno hace que las placas rectangulares se alarguen en una forma ovalada. Solo el dieléctrico high-k los rodea por completo, y la puerta de metal no lo rodea por completo, por lo que hay menos capacitancia. Sin embargo, la intensidad del campo eléctrico de la puerta sigue siendo suficiente para amortiguar el flujo de corriente.
Chidi Chidambaram, vicepresidente de tecnología de procesos en Qualcomm, dijo que la escala de capacitancia es el problema más desafiante si la tecnología de proceso se reduce a 7 nanómetros o menos. A pesar de esta aparente victoria en la simulación, Los problemas de transistores están lejos de resolverse en el chip, y Song y sus colaboradores planean continuar probando circuitos y equipos con nanomateriales, y planean simular circuitos y sistemas más complejos hasta que se fabrique un teléfono celular completo.
La red Lei Feng se enteró de que los resultados finales de la prueba pueden ser los más preocupados por los consumidores: si el teléfono inteligente funciona con nanotecnología, entonces calculará con precisión el teléfono inteligente en el uso normal de la energía restante después de un día.