Az Intel egy rendkívül fontos bejelentést tett, amely hatalmas jelentőséggel bír, már ami a processzorok piacán folytatott rohamtempójú csíkszélesség-váltásokat illeti. A gyártó mérnökei végre elkészültek a háromdimenziós tranzisztorral, amelyről először 2002 folyamán szóltak hírek, de mára már valósággá vált, néhány hónap múlva pedig  az Ivy Bridge processzorok sorozatgyártásakor is felhasználják majd.

Az utóbbi időkben egyre nehezebben tudták megoldani a mérnökök a csíkszélesség-váltás kérdését, ami Moore törvényének ismeretében egyáltalán nem is csoda, hiszen most már annyira alacsony csíkszélességgel dolgoznak az egyes gyártók, hogy a további fejlesztéseknek már komolyabb fizikai korlátai vannak, amelyeket - ha egyre nehezebben is - eddig azért sikerült megoldani.

Annak érdekében, hogy a csíkszélesség-váltással jelentkező kellemetlenségeket (pl. szivárgási áram) sikerüljön kiküszöbölni, az Intelnél kifejlesztették a 3D-s tranzisztort, amely a hagyományos megoldásokkal ellentétben nem csak síkbeli, hanem térbeli kiterjedéssel is bír. Az újítás lényege abban rejlik, hogy a source és a drain lábak vezetői kiemelkednek a síkból és körbeülelik a kaput, így több oldalról is csatlakoznak hozzá. Ennek köszönhetően csökkenthető a szivárgási áram, ezáltal pedig növekszik a tranzisztor hatásfoka, ami rendkívül fontos. A másik fontos tényező az, hogy milyen gyorsan kapcsol a tranzisztor, ugyanis ez kiemelten fontos az adott integrált áramkör órajelének szempontjából: minél gyorsabb a kapcsolás, annál magasabb az elérhető órajel. Fontos még az is, hogy a tranzisztor bekapcsolt állásban minél nagyobb áramerősséget engedjen át, míg kikapcsolt állapotban minimális szivárgási áram mellett üzemeljen; a két állapot között pedig minél gyorsabban lehessen váltani (kapcsolási idő).

A gyártó állítása szerint a 22 nm-es csíkszélességre történő átállás a jelenlegi, úgynevezett planáris (egysíkú) tranzisztorokkal is megoldható lenne, ám a háromdimenziós tranzisztorok mellett szól, hogy sokkal jobb kapcsolási tulajdonságokkal rendelkeznek, mint planáris társaik (kisebb szivárgó áram), valamint gyártási költségek szempontjából is ők a nyerők.

Az új technológia alkalmazása az alacsony fogyasztás és alacsonyabb órajel (magasabb kapu késleltetés) mellett üzemelő eszközök szempontjából is előnyös lesz, ugyanis alacsony feszültségű üzem alkalmával a hagyományos 22 nm-es tranzisztorokhoz képest a 3D-s 22 nm-es tranzisztorok 20-25%-kal gyorsabbak, legalábbis a becslések szerint. A hagyományos, 32 nm-es csíkszélességgel készülő tranzisztorokhoz képest a 3D-s 22 nm-es megoldások mintegy 37%-kal gyorsabbak, ami nem elhanyagolható tényező. Amennyiben a 3D-s tranzisztorokkal ellátott integrált áramkört alacsony kapu késleltetéssel, azaz magas órajelen üzemeltetik, a 32 nm-es csíkszélességgel üzemelő, planáris tranzisztorokhoz képest még mindig 18% körüli gyorsulás érhető el, igaz, a 22 nm-e planáris tranzisztorokkal szemben már nem kínál ekkora előnyt az új technológia. Amúgy sem csak ez a fontos, hanem az alacsony előállítási költségek. Ha pedig már a gyártásnál tartunk: az Intel az újdonság köré épülő megoldásokat SOI gyártástechnológiával készíti majd el.

Összességében a 3D-s tranzisztorokra épülő megoldások esetén a kisebb szivárgási áram, azaz a kisebb fogyasztás és a kisebb melegedés miatt sokkal komplexebb integrált áramkörök hozhatóak létre ugyanolyan fogyasztás és ugyanolyan mértékű melegedés mellett, ami hatalmas előny.

Hogy mikortól kezdik alkalmazni az újítást? Nos, a 3D-s tranzisztorokat az Intel először az Ivy Bridge processzoroknál veti majd be, amelyek a Sandy Bridge processzorok utódai lesznek. Az új processzorok fejlettebb gyártástechnológiával, néhány kisebb módosítással és a jelenleginél jóval gyorsabb integrált videó vezérlővel érkeznek majd. Az említett termékek sorozatgyártása várhatóan az idei év végén indulhat meg, ugyanis az Ivy Bridge processzorok 2012 elején már kereskedelmi forgalomban is meg fognak jelenni. Természetesen a jövőben egyéb processzor sorozatok esetében is átáll majd a gyártó a 3D-s tranzisztorok alkalmazására. Annak érdekében, hogy az átállás zökkenőmentes lehessen, a vállalat üzemeit fokozatosan állítják át az új technológia alkalmazására. Egy biztos: a technológia ígéretesnek tűnik, így mindenképpen jó hír, hogy végre sorozatgyártásban is felhasználhatják.

Az új eljárás megértésében az alábbi videó is segíthet. Lentebb találunk még egy videót, amely egy olyan noteszgépről szól, ami már 3D-s tranzisztorokra épülő processzorral dolgozik.

 

Új noteszgép, amelynek processzorában már a 22 nm-es csíkszélességgel készülő, 3D-s tranzisztorok lapulnak.