IBM e Samsung anunciam inovação em design de semicondutores

A IBM e a Samsung Electronics anunciaram em conjunto nesta terça-feira (14/12) um importante avanço no design de semicondutores utilizando uma nova arquitetura de transistor vertical, que demonstra um caminho para escalar além da nanofolha e tem o potencial de reduzir o uso de energia em até 85% em comparação com um transistor de efeito de campo com aleta escalonada (finFET). A escassez global de semicondutores destacou o papel crítico do investimento em pesquisa e desenvolvimento de chips e a sua importância em tudo, desde computação, aparelhos, dispositivos de comunicação, sistemas de transporte e infraestrutura crítica.

A inovação de semicondutores das duas empresas foi produzida no Complexo Albany Nanotech em Albany (NY), nos Estados Unidos, onde cientistas pesquisadores trabalham em estreita colaboração com parceiros do setor público e privado para expandir os limites do dimensionamento lógico e das capacidades de semicondutores.

Essa abordagem colaborativa para a inovação torna o Complexo Albany Nanotech um ecossistema líder mundial para pesquisa de semicondutores e cria um forte canal de inovação, ajudando a atender às demandas de fabricação e acelerar o crescimento da indústria global de chips.

O novo avanço do transistor vertical pode ajudar a indústria de semicondutores a continuar sua jornada implacável para entregar melhorias significativas, incluindo:

– Arquitetura de dispositivo potencial que permite que o dimensionamento do dispositivo semicondutor continue além da nanofolha.

– Baterias de telefones celulares que podem durar mais de uma semana sem serem carregadas, em vez de dias.

– Processos que consomem muita energia, como operações de criptomineração e criptografia de dados, podem exigir muito menos energia e ter uma pegada de carbono menor.

– Expansão contínua da Internet das Coisas (IoT) e dispositivos de Borda com menor necessidade de energia, permitindo que operem em ambientes mais diversos, como boias oceânicas, veículos autônomos e espaçonaves.

“O anúncio de tecnologia de hoje é sobre como desafiar as convenções e repensar como continuamos a promover a sociedade e fornecer inovações que melhoram a vida, os negócios e reduzem nosso impacto ambiental”, disse Mukesh Khare, vice-presidente de Sistemas e Nuvem Híbrida da IBM Research. “Dadas as restrições que a indústria enfrenta atualmente em várias frentes, a IBM e a Samsung estão demonstrando compromisso com a inovação conjunta em design de semicondutores e uma busca compartilhada do que chamamos de tecnologia pesada”, comentou.

Novo processo

A Lei de Moore, o princípio de que o número de transistores incorporados em um chip dobra a cada dois anos, está se aproximando rapidamente do que são consideradas barreiras intransponíveis. Simplificando, à medida que mais e mais transistores são amontoados em uma área finita, os engenheiros estão ficando sem espaço.

Historicamente, os transistores foram construídos para ficarem planos na superfície de um semicondutor, com a corrente elétrica fluindo lateralmente, ou lado a lado, através deles. Com os novos Transistores de Efeito de Campo de Transporte Vertical, ou VTFET, a IBM e a Samsung implementaram com sucesso transistores que são construídos perpendicularmente à superfície do chip com um fluxo de corrente vertical ou para cima e para baixo.

O processo VTFET aborda muitas barreiras ao desempenho e limitações para estender a Lei de Moore enquanto os projetistas de chips tentam embalar mais transistores em um espaço fixo. Também influencia os pontos de contato dos transistores, permitindo maior fluxo de corrente com menor desperdício de energia. No geral, o novo design visa oferecer uma melhoria de duas vezes no desempenho ou uma redução de 85% no uso de energia em comparação com alternativas finFET em escala.

Recentemente, a IBM anunciou o avanço da tecnologia de chip de 2 nm, que permitirá que um chip encaixe até 50 bilhões de transistores em um espaço do tamanho de uma unha. A inovação do VTFET se concentra em uma dimensão totalmente nova, que oferece um caminho para a continuação da Lei de Moore.

A inovação no Albany Nanotech Complex costuma ser direcionada à comercialização e, nesse final do ciclo de vida do chip, hoje as empresas também anunciaram que a Samsung fabricará os chips da IBM no nó de 5 nm. Prevê-se que esses chips sejam usados ​​nas próprias plataformas de servidor da IBM. Isso segue o anúncio em 2018 de que a Samsung iria fabricar os chips de 7 nm da IBM, que se tornaram disponíveis na família de servidores IBM Power10 no início deste ano. O processador IBM Telum, também revelado no início deste ano, é fabricado de forma semelhante pela Samsung usando designs da IBM.

O legado da IBM de inovações em semicondutores também inclui a primeira implementação de tecnologias de processo de 7 nm e 5 nm, tecnologia de porta de metal High-k, transistores de canal SiGe, DRAM de célula única, as Leis de Dennard Scaling, fotoresistentes quimicamente amplificados, fiação de interconexão de cobre, silício no isolador tecnologia, microprocessadores de múltiplos núcleos, DRAM embutido e empilhamento de chips 3D.

Serviço
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