About / Advertise
- Moores lag gäller tio år till, säger Dennis Buss på Texas Instruments
Utvecklingen mot större, mer komplexa halvledarkretsar med allt finare geometrier och allt mindre transistorer kommer att fortsätta i tio år till. Men någonstans kring 2015 sätter fysiken stopp. Då är geometrierna nere kring 10 nm.
Utvecklingen mot större, mer komplexa halvledarkretsar med allt finare geometrier och allt mindre transistorer kommer att fortsätta i tio år till. Men någonstans kring 2015 sätter fysiken stopp. Då är geometrierna nere kring 10 nm.
- För varje halvledargeneration har tillverkarna lyckats få ner kostnaderna per chips med ungefär 40 procent. Så länge den utvecklingen fortsätter kommer också Moores lag att fortsätta gälla.
- På kort sikt krävs nya material, som dielektrika med högt k-värde, och metallgater. På längre sikt krävs multi-gate, ickeplanar CMOS.
Det spådde Dennis Buss, ansvarig för kiselteknikutveckling på Texas Instruments, i ett av de mest uppskattade föredragen på International Electronics Forum. Han konstaterade att historiskt har det dröjt nästan tre år mellan halvledargenerationerna, men att tempot på sistone ökat till en ny generation vartannat år. Varje ny generation har inneburit 70 procent finare geometrier och dubbelt så många transistorer per ytenhet.
- Men nu kommer utvecklingskurvan att plana ut. Och någonstans vid 10 nm sätter fysiken stopp. Dit är det fem eller sex CMOS-generationer, och där borde vi vara omkring år 2015, säger han.
Han menar att matningsspänningen knappast kan göras särskilt mycket lägre än de 1 V som vi har idag. Och det innebär att klockfrekvensen, åtminstone i större kretsar, rimligen inte kan nå särskilt högt över 10 GHz - effektutvecklingen blir helt enkelt för stor.
Läckströmmarna
Det stora problemet är läckströmmarna. Något förenklat så ökar läckströmmarna ju tunnare oxidlagret görs. Redan idag, vid 90 nm, är oxidlagret bara en eller ett par nanometer tjockt. Eftersom 1 nm motsvarar fyra atomlager så är det enligt Buss orimligt att göra det tunnare än så.
- Ett skäl till att utvecklingen accelererat på sistone är att gate-längden kunnat göras kortare än övriga element. Vid 90 nm ligger gate-längden mellan 38 och 60 nm. Framöver blir det inte möjligt att göra gaten så mycket mindre än annat på chipset utan att få för stora läckströmmar.
Den ekonomiskt avgörande frågan för varje kretsprojekt blir snarare vad som ska integreras och vad som bör läggas i en enskild krets. Bara för att det går att integrera en radio, ett analogt block eller ett antal passiva funktioner så är det inte säkert att det är den ekonomiskt bästa lösningen.
- Vi har nått den punkt då nya funktioner inte får kräva nya masklager. System på kisel blir bara ekonomiskt om antalet masker inte ökar från dagens nivå.
Dennis Buss har sett hela CMOS-utvecklingen - han började på Texas Instruments 1969. Så han är förmodligen fel person att fråga vad som kommer efter CMOS.
- Jag har väldigt svårt att se någon ersättare. Vid 10 nm har vi 100 miljarder transistorer på ett chips - jag ser ingen teknik som kommer i närheten av den integrationen. Definitivt inte kolnanorör, säger han.
Adam Edström
