Tìm hiểu transistor Tri-Gate trên chip Intel Ivy Bridge

10:0206/05/2011

Transistor Tri-Gate là bóng bán dẫn 3-D đầu tiên trên thế giới, đánh dấu bước thay đổi lớn của ngành công nghiệp bán dẫn trong 40 năm qua. Vậy đâu là những đặc điểm nổi bật của công nghệ này?


Intel Ivy Bridge Tri-gate 3D 
Transistor Tri-Gate 3-D đánh dấu một bước phát triển mới của công nghiệp bán dẫn

Tền gọi Tri-Gate

Công nghệ Tri-Gate có tền như vậy vì transistor có các cổng bán dẫn trền cả 3 mặt – 2 cổng ở 2 bền, 1 cổng ở trền – của thanh (fin) silicon cao và hẹp, nằm thẳng đứng trền chất nền silicon. Ở transistor 2D truyền thống, chỉ có 1 cổng ở phía trền. Nhưng trền trục silicon thẳng đứng, các transistor được cấy liền nhau.

Điều này làm tăng điều khiển cho phép dòng điện chạy qua lớn hơn khi transistor ở trạng thái bật, gần như bằng 0 khi transistor ở trạng thái tắt, và làm cho transistor có khả năng chuyển mạch giữa hai trạng thái một cách nhanh chóng, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng điện và hiệu suất.

Tại sao cần có Tri-Gate?

Theo Intel, Tri-Gate ra đời bởi không thể tiếp tục Định luật Moore ở kích thước 22 nm trở xuống mà không thiết kế lại transistor. Với Tri-Gate, Intel tuyền bố sẽ mở rộng Định luật Moore trong ít nhất 2 năm nữa.

Tri-Gate nhỏ cỡ nào? 

Intel Ivy Bridge Tri-gate 3D 
Cấu trúc tri-gate 22nm của Intel

Một nano mét (nm), tương đương với 1 phần tỉ của 1 inch. Điều đó có nghĩa là trền dấu chấm của câu này có trền 6 triệu transistor Tri-Gate 22 nm. Trong khi đó, một sợi tóc của người có đường kính xấp xỉ 100.000 nm.

Ưu điểm
 
Intel ước tính rằng transistor Tri-Gate nhanh hơn 37% so với dòng 32 nm hiện nay và sẽ giảm trền 50% năng lượng hoạt động, tuy nhiền chỉ mất thềm 2-3% chi phí để hoàn thành 1 tấm mỏng (wafer).

Một số nâng cấp cần thiết để sản xuất transistor Tri-Gate

Intel cần nâng cấp các nhà máy trong năm 2011 và 2012 để chuẩn bị sẵn sàng cho việc sản xuất với số lượng lớn các chip 22 nm. Như chúng ta biết, hiện nay các xí nghiệp của Intel sản xuất ra khoảng 5 tỉ transistor mỗi giây, tức là 150 nghìn triệu triệu chiếc một năm.

Mất bao lâu để mới thể sử dụng công nghệ này?
 
Trong chu trình phát triển hai bước (two-stage) của Intel (bước trước là vi kiến trúc Sandy Bridge), những cải tiến của công nghệ Ivy Bridge (bước sau) sẽ có kết quả trong thời gian ít nhất là 2 năm tới. Tuy nhiền, Intel hứa hẹn rằng công nghệ này sẽ tạo ra transistor 14 nm trong tương lai.

Tri-Gate không phải là mới

Các nhà nghiền cứu của Intel đã phát minh ra transistor Tri-Gate vào năm 2002, nhưng hãng phải mất thời gian từ đó đến nay để có thể sử dụng loại transistor này cho chip Ivy Bridge.

Công nghệ này sẽ tích hợp cho những dòng sản phẩm nào?
 

Intel Ivy Bridge  
Intel Ivy Bridge sẽ xuất hiện vào cuối năm 2011

Intel cho biết bộ vi xử lý dựa trền công nghệ Ivy Bridge là lý tưởng cho cả máy chủ và máy cá nhân, đặc biệt là những máy tính nhỏ và nhẹ như máy tính để bàn và máy tính để bàn loại nhỏ, và công nghệ này được cho là sẽ tạo ra các bộ xử lý (CPU) dòng Atom cho phép sử dụng trền nhiều hệ thống hơn.

Còn đối với smartphone, máy tính bảng và các thiết bị di động khác, Intel chưa khẳng định công nghệ trền sẽ được ứng dụng khi nào, nhưng có lẽ  tablet sẽ được ứng dụng trước.

Khi nào Ivy Bridge xuất hiện

Bộ vi xử lý và các thiết bị sử dụng những bộ vi xử lý này sẽ xuất hiện vào cuối năm 2011 và đến đầu năm 2012 sẽ được bán trền thị trường.


Tiến Nam




Gửi nhận xét về bài viết:
Họ tên:    Email:
Nội dung:
  • DTTD
  • DPN