IBM, 100 milyar transistörden oluşan bir prototip çip çıkarmış ve bu yapı, önceki 2021 teknolojisinin iki kat yoğunluğunu sağlıyor. Bu gelişme, çip üretiminin geleceğini şekillendirecek, veri merkezleri için daha hızlı ve enerji verimli sistemlere kapı aralıyor.
Moore’s Law’ın temelini oluşturduğunu anlatan bu yasa, çiplerde transistör yoğunluğunu artırarak hesap gücünü yükseltmeyi öngörürdü. 15 yıldır transistör boyutları, kuantum etkileri yüzünden nanometre seviyesine yaklaşmış ve daha küçültme imkânsızlık haline gelmişti. Çözüme yönelim, sektörde “yukarı inşa” stratejisine kaydırılmış; çipler artık üst üste yığılıyor.
IBM, bu amaçla nanostack adını verdiği mimaride silikon çip üzerine iki sıra transistör yığın oluşturdu. Teknik ekip, bu yapıyı tamamen yeni bir CFET (tümleşik alan etkili transistör) konseptiyle tasarladı: ikinci katman doğrudan ilk katman üstüne değil, ela yatay olarak konumlandırılıyor. Böylece bağlantıların şekillendirmesi kolaylaşıyor ve performans artışı sağlanıyor. Bu inovasyon, aynı alan içinde 50% daha fazla iş yapılmasını ve %70 daha düşük enerji tüketimini mümkün kılıyor.
IBM’in açıklamasına göre, nanostack teknolojisi 10-15 yıl içinde veri merkezlerinde yaygın olarak kullanılacak. Bakımdan enerji tüketimini azaltarak operasyonel maliyetleri düşürmek, şirketlerin vurguladığı en büyük fayda. Diğer büyük çip üreticileri (Intel, Samsung, TSMC) ve araştırma laboratuvarları CFET üzerinde çalışmalar sürdürse de, IBM’in katmanları birbirinden tamamen ayrımadan üretmek yerine, üst üste adım adım inşa etmesi süreç ve hat oranını önemli ölçüde etkiliyor.
Yöntem, 2022’den beri kullanılan nanosheet mimarisine dayanıyor: çip içindeki soket, üç 15 atom kalınlığındaki nanosheet’den oluşur ve aralarındaki boşluk yaklaşık dokuz nanometre. Bu mimari, 0.7 nanometre olarak tanımlanan “sub-nanometer” jenerasyonun teknik detaylarını özetler. Ancak bu isimleşme sadece pazarlama amaçlıdır; gerçek ölçüler 40 nanometre civarında kalmaya devam ediyor.
Üretim sürecinde en büyük zorluk, iki katmanı düşük sıcaklıkta yaratmak; 400°C üzeri işlemler çimetin bağlarını eritebilir. IBM, ikinci katmanı «düşük sıcaklık» prensibiyle üretmeyi başarmış. Üniversite araştırmacısı Qing Cao, 200°C altı fırınlama yöntemiyle benzer bir üsse ulaştığını ve bu tekniğin çok katmanlı üretim için uygulanabilirliğini gösterdi. Bu keşifler, endüstri için stresli termal kullanımın hem üretimde hem de uzun vadeli performansta kritik bir unsur olduğunu hatırlatıyor.
Çipin çok katmanlı mimarisi, geleceğin veri merkezlerinin ve mobil cihazların enerji verimliliğini artırırken, üretim hatlarında hata oranının da yükselmesine yol açacak. Üretimi sadece iki katman yerine üç, dört gibi daha fazla yığın halinde denemek yapılacakken, hata payının büyümesi maliyetleri etkileyebilir. Zaman içinde, yüksek yoğunluklu bir çip üretimini mükemmel hale getirmek için tek başına semantik değil, hem madde hem de process hatları ile ilerlemek zor.
Kısacası, IBM’in nanostack yaklaşımı, yarı iletken endüstrisinin dizayn ve üretim sınırlarını genişleten bir kilometre taşı olarak değerlendirilebilir. Bu teknoloji, veri yoğunluklu uygulamalardaki enerji tasarrufunu en üst düzeye çıkarırken, ileriye dönük araştırma ve geliştirme çabalarına ivme kazandıracak.
Yorum Yap