Transistores verticais: a revolução dos microchips da IBM e Samsung
Novos microchips projetados com transistores verticais foram apresentados há algumas semanas pela IBM e Samsung . A inovação, que por enquanto permanece em nível teórico, permitiria, segundo os dois grandes gigantes da TI, revolucionar o uso de dispositivos móveis. De fato, desde as primeiras estimativas, a nova estrutura dos microchips é capaz de garantir uma economia considerável de carga elétrica com o consequente aumento da vida útil da bateria . Mas antes de entendermos as grandes novidades, vamos dar um passo atrás para entender como os FETs tradicionais são feitos.
De FETs horizontais para verticais
MOSFETs (Metal-oxide-semiconductor Field-effect Transistors) ou transistores de efeito de campo foram introduzidos no campo da eletrônica desde a década de 1960 . Inicialmente desenvolvidos pela Bell Laboratories, eles realmente revolucionaram a tecnologia e o design de computadores. Sua estrutura fornece um substrato de material semicondutor dopado (como o silício) no qual são aplicados três terminais: porta, fonte e dreno. O portão é tipicamente feito de material condutor, enquanto a fonte e o dreno são de material semicondutor dopado. Fonte e dreno são dopados no oposto do substrato: de fato, se o substrato tiver uma dopagem do tipo pi, dois terminais terão dopagem do tipo n e vice-versa. Ao aplicar tensão ao portão, é possível controlar a corrente que flui através do dispositivo.
Como pode ser adivinhado pela estrutura do transistor, a corrente flui lateralmente entre a fonte e o dreno . Os dispositivos podem então ser colocados lado a lado, colocando um intervalo entre eles, a fim de isolá-los. Essa peculiaridade, como veremos, tem sido explorada por pesquisadores da IBM e Samsung para revolucionar a estrutura dos microchips.
Os limites do hardware e a lei de Moore
A pesquisa foi ditada pela conquista de um limite além do qual não é possível produzir hardware com melhor desempenho . Esse limite é bem conhecido dos especialistas do setor sob o nome de Lei de Moore e nestes anos estamos prestes a atingir o fatídico limiar, definido anos atrás pelo engenheiro americano.
O processo de produção, de fato, não é mais capaz de posicionar outros transistores nos circuitos integrados. A única maneira de melhorar o poder de um microprocessador é tirar proveito de técnicas alternativas, como computação paralela ou otimizações de software .
A inovação do transistor vertical da IBM e Samsung
A inovação foi repensar o layout dos circuitos nos microchips e, portanto, inserir os transistores com a corrente fluindo verticalmente. O nome desta nova tecnologia é Transistor de Efeito de Campo de Transporte Vertical (VTFET) justamente em virtude de sua configuração girada em 90° em relação aos tradicionais . Desta forma, por um lado é possível economizar espaço na configuração do microchip e por outro, aumentar o número de transistores aumentará seu poder computacional.
Além disso, eles são melhor isolados e, consequentemente, são capazes de fornecer tensões de operação e correntes de acionamento mais altas. Esses aspectos são particularmente relevantes do ponto de vista do consumo de bateria. De fato, ao reduzir a dispersão em cerca de 50%, os novos transistores consumirão menos energia, fazendo com que as baterias durem mais e ofereçam melhor desempenho .
Resta aguardar novos resultados dos já promissores testes de laboratório para isso que pode se tornar a revolução nas arquiteturas de processadores.
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