IBM và Samsung đã công bố bước tiến mới nhất của họ trong thiết kế chip bán dẫn: một cách mới để xếp các bóng bán dẫn theo chiều dọc trên một con chip (thay vì nằm phẳng trên bề mặt của chất bán dẫn).
Thiết kế bóng bán dẫn theo chiều dọc (VTFET) mới nhằm kế thừa công nghệ FinFET hiện tại được sử dụng cho một số chip tiên tiến nhất hiện nay và có thể cho phép tạo ra các chip thậm chí còn có nhiều bóng bán dẫn hơn ngày nay. Về bản chất, thiết kế mới sẽ xếp chồng bóng bán dẫn theo chiều dọc, cho phép dòng điện chạy lên và xuống chồng bóng bán dẫn thay vì bố cục ngang cạnh nhau hiện được sử dụng trên hầu hết các chip.
Thiết kế dọc cho bóng bán dẫn là xu hướng trong tương lai; Lộ trình tương lai của Intel cũng có vẻ sẽ đi theo hướng đó, mặc dù công việc ban đầu của họ tập trung vào việc xếp chồng các thành phần chip thay vì các bóng bán dẫn riêng lẻ. Khi bạn không còn cách nào để thêm nhiều chip hơn trong một mặt phẳng, hướng thực sự duy nhất (ngoài công nghệ bóng bán dẫn thu nhỏ về mặt vật lý) là xếp theo chiều dọc.
Trong khi chúng ta vẫn còn một khoảng cách xa với các thiết kế VTFET triển khai cho các chip tiêu dùng thực tế, hai công ty đang đưa ra một số tuyên bố lớn, rằng chip VTFET có thể cung cấp “cải thiện hai lần về hiệu suất hoặc giảm 85% mức sử dụng năng lượng” so với các thiết kế FinFET. Và bằng cách đóng gói nhiều bóng bán dẫn hơn vào chip, IBM và Samsung tuyên bố rằng công nghệ VTFET có thể giúp duy trì mục tiêu của định luật Moore là tăng đều đặn số lượng bóng bán dẫn trong tương lai.
IBM và Samsung cũng đang trích dẫn một số trường hợp sử dụng tiềm năng đầy tham vọng cho công nghệ mới, nêu lên ý tưởng về “pin điện thoại di động có thể sử dụng hơn một tuần mà không cần sạc, thay vì chỉ một ngày”, khai thác tiền điện tử hoặc mã hóa dữ liệu ít tốn năng lượng hơn, và thậm chí nhiều thiết bị IoT mạnh mẽ hơn hoặc thậm chí là tàu vũ trụ.
Trước đó, IBM đã từng giới thiệu con chip 2nm đầu tiên của mình vào đầu năm nay, con chip này có một lộ trình khác hướng tới việc nhét nhiều bóng bán dẫn hơn sử dụng thiết kế FinFET hiện có. Tuy nhiên, VTFET sẽ hướng đến mọi thứ xa hơn, mặc dù có thể sẽ còn lâu hơn nữa trước khi chúng ta thấy những con chip dựa trên công nghệ mới nhất của IBM và Samsung xuất hiện trên thế giới.
Đây cũng không phải là công ty duy nhất hướng tới tương lai của ngành sản xuất. Intel đã hé lộ thiết kế RibbonFET vào mùa hè, nhánh phát triển của riêng họ cho công nghệ sản xuất FinFET, được thiết lập là một phần của thế hệ sản phẩm bán dẫn Intel 20A dự kiến bắt đầu sản xuất rộng rãi vào năm 2024. Công ty gần đây cũng đã công bố kế hoạch của riêng mình về công nghệ bóng bán dẫn xếp chồng lên nhau như một sự kế thừa tiềm năng cho RibbonFET trong tương lai.
