IBM investeert miljarden in opvolger silicium-chips

IBM heeft aangekondigd dat het bedrijf de komende vijf jaar 3 miljard dollar, omgerekend 2,2 miljard euro, gaat investeren in nieuwe chiptechnologie, waaronder 7nm-chipontwerpen en mogelijke opvolgers van de huidige silicium-chips.

Volgens deskundigen worden de kosten voor chipfabricage van silicium-chips steeds hoger. Ook zouden de grenzen van verdere verkleining van transistoren in zicht komen bij procedés tot 10nm. Nog kleinere chipstructuren zouden problemen geven met efficiëntie, warmteontwikkeling en maximaal haalbare snelheden. IBM verwacht desondanks silicium-chips te gaan ontwikkelen op basis van een 7nm-procedé. Ook concurrenten als TSMC en Samsung zijn hard bezig met kleinere procedés. Zo wil TSMC snel op 10nm overstappen, volgens Digitimes, nadat Samsung flinke vorderingen met zijn 14nm FinFET-procedé heeft geboekt en overeenkomsten met Qualcomm op dit gebied zou hebben gesloten. Chipgigant Intel heeft de verwachting uitgesproken 7nm-chips in 2017 of 2018 te kunnen produceren.

Om het benodigde onderzoek naar zijn chipontwerpen mogelijk te maken wil IBM de komende vijf jaar 2,2 miljard euro investeren. Daarbij zoekt het bedrijf ook naar nieuwe chiptechnologie als opvolgers van de huidige silicum-ontwerpen. IBM noemt onder andere grafeen, koolstofnanobuisjes, fotonica en tunnel field effect transistors als interessante onderzoeksgebieden waar het tijd en moeite in wil gaan steken. Ook quantumcomputing en neuromorfische processoren, chips waarvan de werking gemodelleerd is op de werking van de hersenen, zijn onderzoeksgebieden waar de Amerikaanse computerreus belangstelling voor heeft.

IBM, dat flink heeft geïnvesteerd in cloud computing en software voor 'big data', stelt dat op termijn nieuwe processortechnologie noodzakelijk zal zijn om bijvoorbeeld transacties op grote snelheid te verwerken, snelle encryptie mogelijk te maken en om de sensorinputs van internet of things-toepassingen te kunnen inlezen en begrijpen.

Reacties (20)

[mad_max234]

Na mijn idee is alleen tunnel field effect transistors een oplossingen die weer even vooruit kan, quantum effect is niet tegen te houden en als ze al materiaal vinden die het lukt op 7nm dan is het hoogsten voor 1 of 2 generaties en dan is tunnel field effect echt niet meer tegen te gaan. if you can't beat them, join them.

Sowieso het het trucje wat ze 70 jaar terug bedacht hebben ook wel beetje ver uitgemolken, moore voorspelde deze dag al in 1959, in het zelfde artikel waar hij voor eerst sprak over de moore's law, althans hij sprak oven het fenomeen en voorspelde het, iemand anders heeft de naam moore's law eraan gegeven, hij wist al dat er einde aan zat te komen.

heb vorig jaar al eerder naar dit filmpje gelinkt, als je wilt weten wat er aan de hand is en in redelijk begrijpbare taal uitgelegd wilt hebben dan moet je dit filmpje even kijken.
https://www.youtube.com/watch?v=rtI5wRyHpTg

[Reactie gewijzigd door mad_max234 op 23 juli 2024 21:48]

[T1mmy100]

Idd moore's law is op zijn einde aan het lopen. Het probleem met kleinere transistors is ook dat na verloop van tijd de ladingen op de baantjes op je chip de snelheid van de chip gaan bepalen inplaats van de transistors. Met andere woorden, de baantjes worden langer en de transistors worden kleiner.
Nu wordt er ook gebruik gemaakt van technieken die more than moore worden genoemd, SOC (System On Chip) is daar een voorbeeld van. Hierbij worden steeds meer funties die normaal door de omliggende elektronica worden uitgevoerd op de chip geïmplementeerd om snelheidswinsten te bekomen zonder dat er kleinere transitors nodig zijn.

[Reactie gewijzigd door T1mmy100 op 23 juli 2024 21:48]

[riemerg]

Bedankt voor de uitermate interessante link. Op 8 minuten een studie van 5 jaar heropgefrist.

[HummerHealey]

Silicium lijkt erg op Koolstof, dus hoeveel kleiner kun je daar dan mee gaan? En is er geen grafeen versie van silicium?

[Sibylle]

Koolstofnanobuisjes, grafeen etc. hebben hele speciale eigenschappen vanwege hun cristalstructuur. Je kunt bijvoorbeeld een koolstofnanobuisje maken met ontzettend lage weerstand. Op papier ziet het er belovend uit als mogelijk alternatief voor de transistormaterialen die we nu gebruiken. Echter moet er nog zeer veel onderzoek gedaan worden naar wat mogelijk is.

Een voorbeeld van een fundamenteel obstakel: een goede geleider is absoluut geen goede transistor, daarvoor moet je 'barrieres' aanleggen die je kunt schakelen. Echter zodra je dit gaat doen, veranderen de eigenschappen weer en verdwijnen veel van de voordelen die je juist zocht.

Toekomstmuziek dus, en goed dat IBM bekend maakt hier veel onderzoek naar de blijven doen.

[mad_max234]

Transistor bestaat niet uit goede geleiders, maar uit P en N materialen, eigenlijk twee diodes tegen elkaar simpel gezegd, PNP of NPN, als je op een semiconductor materiaal een voltage zet zal het een elektron brug ontstaan die zal gaan geleiden, afhankelijk van stroom en voltage kan je die brug regelen en zo de versterking regelen, simpel gezegd uiteraard.

Je hebt niks aan goede geleidhaar materiaal, je hebt semicondctor materiaal nodig in P en N vorm.

Bijvoorbeeld Germanium is semiconductor materiaal, die zorgde dat eerste transistor kon versterken zoals een buis dat kon, dat was namelijk hun doel om buizen te kunnen vervangen met iets wat simpeler te maken viel.

Neem stuk Germanium, hoeft helemaal niet netjes of klein te zijn, daarboven op zet je driehoek van niet geleidbaren materiaal, en en legt er laagje bladgoud op de punt van de driehoek, zo je hebt je eerst transistor gemaakt, net zoals 23 december 1947 is gedaan.

http://www.nobelprize.org...unction/images/bild11.gif
http://www.shmj.or.jp/images/discrete_devices/1947_a.jpg
https://courses.ece.ubc.ca/480/images/transistor.jpg

https://www.youtube.com/watch?v=RdYHljZi7ys

Edit/
Even kleine toevoeging

Conductor = metalen, grafeen, etc = geleiden altijd goed
Insulators = plastic, etc = geen geleiders, bandgap is te groot om elektrons door te laten.
Semi-conductor = Germanium, puur silcon(wat we nu gebruiken, met wat toevoeging) = soms geleider, kan geleiden maar ook isoleren, maakt het dus Halfgeleider.

Hier de hele lijst met reeds bekende inductors, semiconductors en Insulators.
http://sargosis.com/wp-co...eriodic-table_conduct.jpg

Edit/2
Grafeen heeft ook eigenschappen van semiconductor, dacht dat ze daar nog naar opzoek waren om grafeen als semiconductor te laten gedragen en dat grafeen zelf een inductor was, zoals koolstof. Zal wel zelfde verhaal zijn als ooit met silicon, is semi conductor maar in pure vorm niet geschikt genoeg voor transistor.

[Reactie gewijzigd door mad_max234 op 23 juli 2024 21:48]

[Sibylle]

Is dit als aanvulling? Want volgens mij vallen we in herhaling van elkaar.

Een transistor bestaat niet per definitie uit P+N materialen, maar in praktijk maken we ze nu wel zo. Je kunt ook een transistor maken op andere manieren. Wat belangrijk is, is dat er een barriere is voor stroom (electronen) en dat je die barriere kan veranderen.

Bij een NPN of PNP transistor kunnen we dat door een voltage aan te leggen over een gedeelte van de transistor. Er ontstaat niet echt een 'elektronbrug' maar meer een gebied waar elektronen makkelijk doorheen kunnen (barriere wordt dus lager). Je kunt dan door een spanning aan te leggen tussen weerszijde van je PNP/NPN materiaal een stroom laten lopen.

Als toevoeging voor onze lezers: (je noemt het ook in je post hieronder) is één van de problemen dat ondanks barrieres er toch vanalles 'lekt'. Dit lekken is ongewenst en produceert warmte, op de moderne chips wordt de meeste warmte geproduceerd door dit lekken, en iets minder door het daadwerkelijk schakelen van gewenste stromen.

btw, ik denk niet dat wij (mad_max234) elkaar moeten gaan uitleggen wat we al weten, dus zie mijn post als informatief voor anderen ipv reactie op de jouwe

[Fireshade]

Toekomstmuziek dus, en goed dat IBM bekend maakt hier veel onderzoek naar de blijven doen.

Gouden tijden voor fysici en materiaalkundigen
Dus als je dat bent, sollciteren bij IBM Research!

The teams will comprise IBM Research scientists and engineers from Albany and Yorktown, New York; Almaden, California; and Europe.

En je hoeft dus niet eens Europa uit

[Sissors]

Yep, siliceen. Maar het onderzoek daarnaar staat nog meer in de kinderschoenen dan grafeen onderzoek. (Waarbij zover het tot nu toe lijkt grafeen mooie eigenschappen heeft voor wat taken, maar absoluut niet om als random transistor in een CPU bijvoorbeeld te dienen).

En grafeen zou niet zo snel kleiner moeten worden, maar vooral sneller dan silicium, omdat het een hele goede geleider is. Aan de andere kant, koper is ook een goede geleider en daar maak je ook geen transistor van.

[hypetrax]

In tegenstelling tot koper is grafeen een half geleider.

[Sissors]

Maar zonder bandgap. Uiteraard is er een verschil met koper, maar het was meer een opmerking om erop te wijzen dat grafeen transistoren wel een leuke hoge geleiding in hun aan-toestand hebben, maar dat ze die nog steeds hebben in hun uit-toestand.

En dat is voor nu het hele probleem met die dingen: Iets maken met hoge geleiding is niet zo moeilijk, daarvoor kan je ook een stuk koper pakken (vandaar die opmerking dus), maar daarnaast moet je ook nog een hoge on/off ratio kunnen krijgen.

[codebeat]

Vind het toch zo ontzettend knap he. Eerste computer was zo groot als een verdieping en nu praten we over nanometers en enkele centimeters. Blijf mij verbazen dat het nog kleiner kan.

[Reactie gewijzigd door codebeat op 23 juli 2024 21:48]

[Sibylle]

En laten we niet vergeten dat we hier in Nederland één van de hele grote spelers op het gebied van deze technology hebben. Daar mogen we erg trots op zijn!

Het kan altijd kleiner, en zoals Feynman al zei: "There's plenty of room at the bottom" (http://en.wikipedia.org/w...nty_of_Room_at_the_Bottom)

Het probleem is echter tot nu toe vooral de engineering en het werkende krijgen, dat is een ontzettende uitdaging. Daarnaast gaat het zo goed dat we tegen fundamentele grenzen aanlopen (die met betere engineering en techniek niet weg gaan), en daar komen nieuwe methodes om de hoek kijken.

[Blokker_1999]

Misschien eens onderzoeken waarom? Ga jij peperdure, complexe chips maken op een nieuw procédé, of zou je dat misschien niet beter eerst goed uittesten met eenvoudigere, goedkoper te produceren chips (zoals flash geheugen)? TSMC heeft bijvoorbeeld pas vorige maand zijn 20nm productielijn op kruissnelheid gekregen.

Men maakt hier plannen en investeringen voor 10nm en 7nm, het is niet zo dat men morgen gaat kunnen procederen op die afmetingen.

[emistery]

Mensen doe eens rustig.. Een grapje kan toch ook wel eens tussen al deze serieuze comments? En ja ik weet heus wel hoe dat allemaal komt, ik ben er dagelijks mee bezig

[Countess]

waar ze het hier over hebben is het bedenken van de manier waarop je uberhaubt chips zo klein kan maken, en de machines ontwikkelen die daar voor nodig zijn. dit is iets waarmee je jaren voor je zulke chips op de gaat brengen moet beginnen.

[THA_ErAsEr]

De bedragen van de laatste jaren... 2 miljard euro voor onderzoek? Heeft iemand idee voor hoeveel jaren dit budget moet dienen, want het lijkt me toch sterk dat je dit de eerste 10 jaar op krijgt.

[Anoniem: 363458]

De komende 5 jaar staat in het artikel.
Maar let wel, dit is het totaalbedrag en volgens mij houdt dat in dat ze gaan onderzoeken naar het 10nm en 7nm procedé en naar de nieuwe technieken. En in het artikel staat

IBM noemt onder andere grafeen, koolstofnanobuisjes, fotonica en tunnel field effect transistors als interessante onderzoeksgebieden

en

Ook quantumcomputing en neuromorfische processoren, chips waarvan de werking gemodelleerd is op de werking van de hersenen, zijn onderzoeksgebieden waar de Amerikaanse computerreus belangstelling voor heeft.

Dus ik zie hier al 6 onderzoeksgebeiden, 8 als ik de 10nm en 7nm procedé mee tel, staan. Als je ervan uitgaat dat er nog wat onderzoeken zijn die niet genoemd staan besteden ze grofweg 40 milj euro per onderzoek per jaar.
Nog behoorlijk wat geld, maar huur maar eens wat goede onderzoekers in en je hebt faciliteiten nodig als cleanrooms en materialen en dan kan je net een beetje beginnen. Dus ja, veel geld, maar wel te verklaren.

[THA_ErAsEr]

Bedankt, ik had niet door dat het zo uitgebreidt was en zoveel verschillende onderzoeksgebieden bevatte.