Transistores verticais: a revolução do microchip 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 um 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 conseqüente 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
Os MOSFETs (transistores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico) ou transistores de efeito de campo foram introduzidos no campo da eletrônica desde 1960 . Inicialmente desenvolvidos pela Bell Laboratories, eles revolucionaram a tecnologia e o design da computação. Sua estrutura fornece um substrato de material semicondutor dopado (como o silício) no qual três terminais são aplicados: porta, fonte e dreno. A porta é normalmente feita de material condutor, enquanto a fonte e o dreno são de material semicondutor dopado. Fonte e dreno são dopados para o oposto do substrato: de fato, se o substrato possui dopagem do tipo pi, dois terminais terão dopagem do tipo n, e vice-versa. Aplicando tensão à porta, é possível controlar a corrente que flui através do dispositivo.
Como pode ser deduzido da estrutura do transistor, a corrente flui lateralmente entre a fonte e o dreno . Os dispositivos podem então ser colocados lado a lado, colocando um espaço entre eles, a fim de isolá-los. Essa peculiaridade, como veremos, tem sido explorada por pesquisadores da IBM e da Samsung para revolucionar a estrutura dos microchips.
Os limites do hardware e a lei de Moore
A pesquisa foi ditada pelo alcance 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 limite fatídico, 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 aproveitar as vantagens de técnicas alternativas, como computação paralela ou otimizações de software .
A inovação do transistor vertical da IBM e Samsung
A descoberta foi repensar o layout do circuito 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) precisamente em virtude de sua configuração girada 90 ° em comparação com os tradicionais . Desta forma, por um lado é possível economizar espaço na configuração do microchip e, por outro lado, aumentar o número de transistores aumentará seu poder computacional.
Além disso, eles são melhor isolados e, conseqüentemente, são capazes de fornecer tensões de operação e correntes de acionamento mais altas. Esses aspectos são particularmente relevantes do ponto de vista do consumo da bateria. Na verdade, 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 .
Só temos que esperar por novos resultados dos já promissores testes de laboratório para isso que pode se tornar a revolução nas arquiteturas de processadores.
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