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IBM Research Alliance meldet Durchbruch im 5-nm-Prozess

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nanosheet100 IBM hat zusammen mit den Forschungspartnern Globalfoundries und Samsung einen Durchbruch für die Fertigung von Chips im 5-nm-Prozess erzielt. Eine neue Art Halbleiter sei entwickelt worden, gab die sogenannte Research Alliance zu Beginn der VLSI Technology and Circuits Konferenz in Kyoto bekannt.

Für 5 nm wurde eine komplett neue Architektur entwickelt, welches FinFET in ein paar Jahren ersetzen wird. Im neuen Prozess werden Nanosheets übereinander gelegt, die Strukturen per EUV-Lithografie eingebrannt. Dabei sind die Transistoren rund herum von einer Gate umgeben. Dieser Architektur wird GAA (Gate All Around) genannt. Eine ursprüngliche Idee war der Gebrauch von Nanodrähten, IBM und Partner setzten jedoch auf Nanosheets.

Im aktuellen FinFET-Prozess bis hin zu 7 nm ist ein Transistor dagegen auf drei Seiten von einem Gate umgeben. Dieser steuert den Fluss von Elektronen durch den Transistor und schaltet ihn somit an und aus. Eine GAA-Bauweise verhindert Leckstrom und spart dadurch Energie. Zudem können kleinere Strukturen realisiert werden.

Der Vorteil von Nanosheets, quasi mehrere gestalpete Bögen aus Silizium, ist das Chipentwickler die Breite eines Transistors bestimmen können – je nachdem, ob Leistung oder Energieverbrauch im Vordergrund stehen. Ein solches planares Design ist bei FinFET nicht möglich.

IBM behauptet das 5 nm rund 40 % mehr Leistung versprechen wird, im Vergleich zu 10-nm-Chips. Ebenso soll die Leistungsaufnahme um 75 % gesenkt werden. Ein Smartphone mit einem im 5-nm-Prozess gefertigten System-on-Chip würde somit mehrere Tage durchhalten, bevor es wieder aufgeladen werden müsste.