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Rivoluzione Intel, arrivano i chip 3D

Moltiplicazione delle prestazioni e abbattimento dei consumi energetici con la nuova tecnologia che apre le porte a device mobili di nuova generazione e server più potenti

05 Mag 2011

Intel rivoluziona i microprocessori creando i primi transistor 3D
al mondo, super-sottili, efficienti e dalle alte
prestazioni. Chiamati tri-gate, sono già pronti per la produzione
in grandi volumi, con processo a 22 nanometri (nm), nel chip Intel
conosciuto con il nome in codice “Ivy Bridge”.

I transistor tri-gate tridimensionali rappresentano un cambiamento
radicale rispetto alla struttura planare bidimensionale su cui sono
basati, da diversi decenni, non solo tutti i computer, telefoni
cellulari e dispositivi elettronici di largo consumo, ma anche i
controlli elettronici disponibili all’interno di automobili,
aerei, elettrodomestici, dispositivi medici e migliaia di altri
device di uso quotidiano.

"I ricercatori e gli ingegneri Intel hanno reinventato ancora
una volta il transistor, questa volta utilizzando la terza
dimensione", ha dichiarato Paul Otellini, Presidente e Ceo di
Intel. "Grazie a questa potenzialità verranno creati
straordinari dispositivi in grado di cambiare il mondo, man mano
che faremo evolvere la legge di Moore in nuovi ambiti".

I vantaggi di una struttura 3D sono sempre stati riconosciuti dai
ricercatori, poiché permettono di mantenere il ritmo della legge
di Moore, secondo cui i transistor continuano a diventare sempre
più piccoli, economici ed energeticamente efficienti, ma che
rischia di essere limitata dalle leggi stesse della fisica. Per
questo i ricercatori Intel hanno inventato nel 2002 il transistor
tri-gate, chiamato così per i tre lati del gate. L'annuncio di
oggi fa seguito ai successivi anni di sviluppo e produzione di
Intel e segna l'implementazione di questo progetto per la
produzione in grandi volumi.

Ma come è fatto un tri-gate? Il tradizionale gate planare
bidimensionale "piatto" viene sostituito da un'aletta
di silicio tridimensionale, super-sottile, che si sviluppa in
verticale dal substrato di silicio. Il controllo della corrente
viene ottenuto implementando un gate su ognuno dei tre lati
dell'aletta, due su ogni lato e uno sulla parte superiore,
anziché solo sulla parte superiore come nel caso dei transistor
planari bidimensionali. Questo controllo aggiuntivo rende possibile
il massimo flusso di corrente quando il transistor è in piena
attività (stato “on” per le prestazioni) e il più possibile
vicino allo zero quando è inattivo (stato “off” per ridurre il
consumo energetico), e consente al transistor di passare con
estrema velocità tra i due stati.

Le prestazioni migliorate e l’efficienza energetica dei chip 3D
offrono ai designer la flessibilità di scegliere transistor
destinati al basso consumo o alle prestazioni elevate, a seconda
dell'applicazione implementata. I transistor tri-gate 3D a 22
nm offrono prestazioni a bassa tensione fino al 37% più elevate
rispetto ai transistor planari a 32 nm di Intel. Questo
miglioramento li rende ideali per l'uso in piccoli dispositivi
mobili, che consumano meno energia per l'attivazione e la
disattivazione delle funzionalità. A fronte delle stesse
prestazioni dei transistor planari 2D disponibili nei chip a 32 nm,
i nuovi transistor infatti, consumano meno della metà
dell'energia.

“L'aumento delle prestazioni e il risparmio energetico
offerti dai nuovi transistor tri‑gate 3D di Intel sono senza
precedenti nel settore”, ha affermato Mark Bohr, Senior Fellow di
Intel. “I produttori possono ottenere una flessibilità tale da
rendere gli attuali dispositivi più intelligenti e sviluppare
soluzioni completamente nuove”.

“E’ davvero un annuncio storico, Intel sembra essersi portata
decisamente un passo avanti rispetto al resto dell’industria”,
ha commentato Martin Reynolds di Gartner. “Da un lato con i nuovi
chip 3D si potranno fare device mobili che sono più efficienti sul
piano dei consumi, dall’altro server molto più potenti…le
aziende avranno un forte incentivo a scegliere i chip Intel”.

L’impatto della rivoluzione Intel sul resto dell’industria è
stato amplificato dall’annuncio, dato ieri, dell’acquisizione
di Varian Semiconductor Equipment da parte di Applied Materials,
azienda americana che produce attrezzature per fabbricare
semiconduttori e rifornisce anche Intel – un’operazione, nota
oggi il Financial Times, che le permetterà di tenersi al passo con
la nuova tecnologia. La stessa Applied Materials ha spiegato che
comprando la società del Massachusetts, per 4,9 miliardi di
dollari, potrà affrontare meglio il problema della crescente
complessità dei chip, della scalabilità dei transistor e della
progettazione 3D.

Tra l’altro, questa acquisizione potrebbe essere solo la prima di
una serie nell’industria dei produttori di attrezzature per
fabbricare chip, che vogliono tornare a far crescere le revenues e
allentare la pressione sui prezzi, come nota Patrick Ho, analista
di Stifel Nicolaus. “Nell’industria dell’equipment, occorre
il consolidamento per eliminare molta della pressione sui prezzi
che oggi esiste perché ci sono tante aziende che si muovono nello
stesso spazio”, sostiene Nicolaus.

Anche Asml Holding e Lam Research, entrambi produttori di macchine
per fabbricare semiconduttori, potrebbero essere in cerca di
aziende da acquisire: tra i candidati ci sarebbero Novellus, Cymer
e Kla-Tencor, aggiunge C.J. Muse, analista di Barclays Capital a
New York. La stessa Applied Materials potrebbe non aver finito di
fare shopping, mentre qualcuno pensa a una possibile fusione tra
Lam e Novellus come risposta all’acquisizione di Varian da parte
di Applied.