Гибриды нано-CMOS: новая стратегия развития микроэлектроники

Суть исследования HP заключается в создании массивов программируемых полевых транзисторов (field programmable gate arrays - FPGAs), плотность упаковки которых в восемь раз превышает современные CMOS аналоги. При этом суммарная рассеиваемая мощность устройств будет значительно ниже, что позволит производителям микроэлектронных компонентов делать процессоры и чипы памяти еще меньше.

Фундамент для развития этой технологии HP заложила несколько лет назад, когда были созданы кросс-матрицы из нанопроводников, в которых каждое пересечение нанонитей формировало нанотранзстор.

Год назад, когда компания НР опубликовала результаты исследования Дмитрия Струкова (Dmitri Strukov) и Константина Лихарева (Konstantin Likharev) из университета Стони Брук, Нью-Йорк, научное сообщество было удивлено возможностями и перспективами наноэлектроники. Тогда же НР продемонстрировала план развития наноэлектроники к 2010 году, который постепенно подтверждается достижениями компании.

Матрица квантовых ключей, представленная в прошлом году, изменилась на «программируемое соединение нанопроводников» - field programmable nanowire interconnect (FPNI), на основе которого Грэг Снайдер (Greg Snider) и Стэн Уильямс (Stan Williams) разработали архитектуру построения чипов и логики.

Ученые представили также работоспособный чип, использующий 15-нм нанотранзисторы, сформированные матрицей перекрещивающихся нитей, соединенных с 45-нм CMOS электроникой. Как говорят ученые, чипы на этой основе могут поступить в массовое производство уже в 2010 году.

Благодаря гибридизации CMOS и FPNI полученные чипы в четыре раза меньше, чем их простые CMOS-аналоги. Разработчики считают, что будущее – за распараллеливанием чипов благодаря уменьшению гибридных компонентов.

Снайдер и Уильямс также представили прототип чипа, работающего на 4,5-нанометровых FPNI соединениях, однако их массовое применение в микроэлектронике может наступить только в 2020 году.

Крайне важно и то, что чипы по FPGA-технологии и модифицированной FPNI можно будет производить на обычных производственных линиях CMOS-микроэлектроники после их незначительной модернизации.