Процессоры нового типа произведут технологическую революцию в 2025 году

Intel, Samsung, IBM и другие компании представили свои планы по развитию процессоров до 2025 года и дальше. Об этом пишет портал Хабр.

Американская компания Intel озвучила свои планы на ближайшие 5 лет во время конференции IEDM 2021. Инженеры поставили перед собой такие цели для достижения прорыва:

• в 10 раз повысить плотность межсоединений при упаковке микросхем;
• на 30%-50% увеличить плотность размещения транзисторов в комплементарной структуре металл-оксид-полупроводников (КМОП);
• создать первые в мире переключатели на основе нитрида галия (GaN);
• разработать новые физические концепции для революционных изменений в вычислительных технологиях.

В презентации Intel отметила, что современные технологические процессы используют полевые транзисторы с вертикальным затвором (FinFET), однако производители постепенно переходя с технологии компоновки межсоединений EMIB (2.5 D) на трехмерную Foveros Direct HBI, которая уменьшает шаг контактов до 1 микрон и увеличивает плотность соединений.

При переходе на 2-нанометровый процесс инженеры будут использовать новый тип транзисторов с круговым затвором GAAFET — в ее основе лежит ребро переменной длины, позволяющее оптимизировать ток для каждого сотового устройства по мощности, производительности или площади. Таким образом повысится количество транзисторов на единицу площади кристалла, а процессоры станут гораздо производительнее и энергоэффективнее.

Samsung также планирует внедрять 2-нанометровый техпроцесс и использовать круговые транзисторы, которые отмечает аббревиатурой MBCFET (multi-bridge channel FET). Первые из них решили собирать по 3-нанометровому техпроцессу. Во время конференции в октябре 2021 года в Китае старший вице-президент по стратегии литейных производств Мун Су Кан заявил, что компания должна начать массовое производство круговых транзисторов в 2025 году. Примечательно, что одновременно с Samsung и Intel на 2-нанометровый стандарт планирует перейти тайваньская компания TSMC — один из крупнейших производителей микросхем.

В декабре Samsung в партнерстве с IBM объявили о "революционной" разработке для освоения 1-нанометрового процесса. IBM представил концепцию вертикальных транспортных полевых транзисторов VTFET(VTFET), суть которых также заключается в круговом затворе. Большинство GAAFET собираются горизонтально с большим количеством шагов и высокими затратами, которые компенсируются передовыми техническими характеристиками. А вот VTFET строится вверх, что гораздо экономнее и быстрее.

Согласно прогнозу экспертов, спрос на микроэлектронику будет экспоненциально увеличивать и к 2035 году капитализация рынка микросхем достигнет $2 млрд. В 2022 году производители собираются вложить в развитие этих технологий $152 млрд (на 34% больше по сравнении с предыдущим). Самыми крупными инвесторами станут Intel ($19 млрд), контрактные фабрики TSMC, Samsung Foundry и GlobalFoundries. Тайваньская TSMC в 2023 году стремится перейти на техпроцесс N3 (3 нм) с последующим переходом на N2, а потому нуждается в новом оборудовании и производственных мощностях. Эксперты считают, что для удовлетворения растущего спроса и преодоления дефицита необходимы десятки новых заводов.

Ранее Intel представила самый быстрый в мире 14-ядерный процессор для ноутбуков. По словам разработчиков, топовый Core i9-12900HK превосходит AMD Ryzen 9 5900HX и Apple M1 Max.