IEDM: سلیکون کے بعد کیا آتا ہے؟ - Semiwiki

افلاطون کے ذریعہ دوبارہ شائع کیا گیا۔

فالونگ: 0

سالانہ انٹرنیشنل الیکٹران ڈیوائسز میٹنگ (IEDM) گزشتہ ماہ ہوئی تھی۔ مختصر کورس پر پریزنٹیشنز میں سے ایک انٹیل کے میتھیو میٹز کا عنوان تھا۔ مور کے قانون کے تسلسل کے لیے نئے مواد کے نظام. خلاصہ یہ تھا کہ سلکان کے بھاپ ختم ہونے کے بعد کیا آتا ہے اس کے کچھ امکانات پر یہ ایک نظر تھی۔

انٹیل سلکان

میتھیو نے اس بات پر ایک نظر ڈالی کہ کس طرح ٹرانجسٹر نے دنیا کو تبدیل کیا ہے اور خاص طور پر، مواد کی ایجادات جنہوں نے دہائیوں کے دوران انٹیل کے اپنے عمل کے روڈ میپ کو آگے بڑھایا ہے۔ واپس 90nm پر ہم نے سلکان کو تنگ کیا تھا، اس کے بعد HiK میٹل گیٹ تھا۔ Intel FinFET کے ساتھ مارکیٹ کرنے والا پہلا شخص تھا (حالانکہ اس وقت اس نے اسے TriGate کہا تھا)۔ Intel 4 میں، EUV لتھوگرافی سب سے پہلے متعارف کرائی گئی تھی۔

جیسا کہ آپ شاید جانتے ہوں گے، Intel 5 سالوں میں 4 پروسیسز کی ٹیکنالوجی ڈویلپمنٹ کر رہا ہے، جو کہ ظاہر ہے جارحانہ ہے، لیکن بظاہر یہ سب ابھی تک ٹریک پر ہے۔ Intel 20A گیٹ آل راؤنڈ (GAA) کے ساتھ پہلا عمل ہوگا جسے Intel ربن ایف ای ٹی کہتا ہے۔ انٹیل کے پاس ایک جارحانہ ایڈوانس پیکیجنگ روڈ میپ بھی ہے، لیکن میں اس بات کو چھوڑنے جا رہا ہوں کہ چونکہ بات کا محور یہ تھا کہ ہم مستقبل میں ویفرز پر کیا ڈالیں گے، یہ نہیں کہ ہم انہیں کیسے اکٹھا کریں گے۔

انٹیل سلکان iedm

انٹیل ہر طرف گیٹ کے لئے جانے میں اکیلا نہیں ہے۔ IEDM جیسی کانفرنسوں میں پچھلے دو سالوں میں، تمام بڑے مینوفیکچررز اور تحقیقی تنظیموں نے نانو شیٹ گیٹ کے تمام نتائج کے کچھ ورژن شائع کیے ہیں۔ اوپر کراس سیکشن دیکھیں۔

اگلی بڑی جدت جس کی منصوبہ بندی کی گئی ہے وہ تکمیلی FET یا CFET ہے، جس میں p-ٹرانزسٹروں پر n-ٹرانزسٹر ہیں۔ درحقیقت یہ اس سال کے IEDM کا تقریباً موضوع تھا جس میں بہت سے لوگوں نے CFET کی تیاری میں 1.5X سے 2X تک رقبہ کی اسکیلنگ حاصل کرنے کے لیے مختلف اختراعات کا اعلان کیا۔

انٹیل سلکان iedm

ایک اور اختراع جس کا انٹیل تعاقب کر رہا ہے (سب کے ساتھ) بیک سائیڈ پاور ڈیلیوری نیٹ ورک (بیک سائیڈ PDN) ہے جس کو انٹیل پاور ویا کہتے ہیں۔ یہ ٹیکنالوجیز سگنلز اور پاور کو الگ کرنے کی اجازت دیتی ہیں اور اب ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت نہیں کرتیں جیسا کہ تاریخی طور پر ہوتا رہا ہے، جب تمام انٹرکنیکٹ سامنے کی طرف تھے (اچھی طرح سے، حال ہی میں صرف ایک طرف)۔

سب سے بڑا چیلنج بجلی کی دیوار ہے۔ 100W فی مربع سینٹی میٹر سے زیادہ کولنگ حاصل کرنا بہت مشکل ہے۔ چیزوں کو بہتر بنانے کے مختلف امکانات ہیں:

روایتی MOSFET اضافہ
تنا ہوا سلکان جرمینیم (SiGe) نانوریبن
Ge یا InGaAs nanoribons
ٹنل FETs
Dirac FETs (گرافین اور 2D)
منفی اہلیت NCFET
فیرو ٹنل جنکشن یا فیرو ایف ای ٹی کے ساتھ ان میموری کمپیوٹ

2D کے ساتھ چپکنے کے بجائے 3D مواد کرنے کی بہت سی کششیں ہیں۔ لیکن اچھے مواد کی تلاش میں بڑے چیلنجز ہیں۔ مجھے یقین ہے کہ آپ نے کاربن نانوٹوبس (CNT) کے بارے میں سنا ہوگا لیکن کشش کے باوجود دس سالوں سے ان کو قابل اعتماد طریقے سے تیار کرنے کے چیلنج میں کوئی حقیقی پیش رفت نہیں ہوئی ہے۔ گرافین 2D ہے لیکن اس میں کوئی بینڈ گیپ نہیں ہے جو عمارت کے سوئچز کو ایک چیلنج بناتا ہے۔ فاسفورین اعلی درجہ حرارت پر اتار چڑھاؤ کا شکار ہے جس سے مکمل ٹرانزسٹر کی تیاری ناممکن ہے۔

ایسا لگتا ہے کہ سب سے پرکشش حل ٹرانزیشن میٹل ڈیچلکوجینائیڈز یا ٹی ایم ڈی کی ترقی ہے۔ میں اعتراف کرتا ہوں کہ یہ پہلی بار تھا جب میں نے ان کے بارے میں سنا تھا، کم از کم اس نام سے۔ یہ 2D مواد کا استعمال کرتے ہوئے زیادہ امید افزا طریقوں میں سے ایک ہے۔ TMD ایک واحد monolayer ہے جو اچھا گیٹ کنٹرول دیتا ہے اس لیے کم پاور۔ ان میں سلکان سے بہتر نقل و حرکت ہے، لہذا اچھی کارکردگی۔ نیز، ایک بڑا بینڈ گیپ اتنا محدود سورس ڈرین ٹنلنگ۔

میتھیو نے TMD 2-پرت ٹرانجسٹروں، خاص طور پر بڑھتے ہوئے 2D سنگل لیئر ٹرانجسٹروں، اور ان سے رابطہ کرنے کے طریقے کے بارے میں چیلنجوں اور وعدوں کے بارے میں کافی تفصیل میں جانا۔ این ٹرانجسٹر کے کنٹینٹس کے لیے سب سے زیادہ پرکشش مواد اینٹیمونی (Sb) اور بسمتھ (Bi) لگتا ہے۔ پی ٹرانجسٹر کے لیے، روتھینیم (Ru)۔

آخری سیکشن بجلی کی ضروریات کو کم کرنے اور جدید سوئچنگ پر ایک نظر تھا، خاص طور پر میگنیٹو الیکٹرک اسپن آربیٹل (MESO) ڈیوائسز۔ اسی بجلی کی کمی کے ساتھ تقریبا 0.1V پر سوئچنگ کی جا سکتی ہے۔

میتھیو کا نتیجہ یہ ہے کہ TMD کے ساتھ Intel میں جاری کام CMOS اسکیلنگ کو جاری رکھنے کے وعدے کو ظاہر کرتا ہے، اور MESO ڈیوائسز میں بجلی کی زبردست کمی کا بہت زیادہ وعدہ ہے۔ لیکن یہ نسبتاً ابتدائی تحقیق ہے اور ان میں سے کسی ایک ٹیکنالوجی کو عملی حقیقت بنانے کے لیے ابھی بہت کام کرنا باقی ہے۔