Intel kijkt voorbij de traditionele siliciumtransistor

Op C|Net zien we hoe Intel aankijkt tegen de toekomst van de processorindustrie wat betreft de gebruikte technieken en materialen. De verwachting is dat binnen nu en vijftien jaar het gebruik van silicium verdrongen zal zijn door nanotubes, en later door spintronics. Op dit moment maken siliciumtransistors gebruik van de CMOS-techniek, waarbij de processors telkens verbeterd worden door de transistoren te verkleinen en hun aantal te vergroten. In 2007 denkt Intel te beginnen met het gebruik van het 45nm-procédé. In deze chips zullen de transistoren van metaal gemaakt zijn in plaats van silicium en zal de poortoxide, een isolerende laag die de stroom elektronen in de transistor beheerst, niet meer uit siliciumoxide bestaan.

De nieuwe poortoxide zal twee keer zo dik zijn als de oude, maar de performance zal beter zijn dan die van het oude siliciumoxide en er zal minder stroom door de laag kunnen weglekken. Welk nieuw materiaal verantwoordelijk is voor deze verbetering is nog niet bekendgemaakt. Deze nieuwe materialen maken het mogelijk dat Intel in 2011 of 2012 over kan gaan op een 22nm-procédé. In 2015 wordt het echter tijd voor een volgende revolutie: het gebruik van koolstofnanotubes. Nanotubes kunnen ter vervanging van silicium in een transistor gebruikt worden of het koperdraad dat deze halfgeleiders verbindt vervangen.

Ook kunnen zij gebruikt worden om warmte te verwijderen uit de computer. Rond 2020 zal het gebruik van CMOS langzaam aan zijn einde komen. Twee opvolgers die staan te trappelen om het roer over te nemen zijn spintronics en faseveranderingen. Bij spintronics worden enen en nullen gecreëerd door het beheersen van de draaiing van elektronen, bij faseverandering wordt data opgeslagen door de fysische fase van het medium te veranderen. Verschillende universiteiten doen op dit moment onderzoek naar deze technieken en worden daarbij door Intel ondersteund.

Reacties (31)

[mr_petit]

een goede kennis van mij is een tijdje geleden gepromoveerd op een onderdeel van spintronics (had met europiumoxide als bron van eenzijdig draaiende electronen te maken). ('k begreep uiteraard niet alles uit het onderzoek )

Dit is dus een fundamenteel andere manier van dataoverdracht waarbij electronen zelf de data bevatten. (de data wordt dus fysiek verstuurd in plaats van dat het afgeleidt wordt).

Ik vraag me af of dit ook op langere afstanden zou werken.

[gp500]

't lijkt een eindeloze supersnelheids uitvinding te worden, maar er zal wel een adertje onder 't gras zitten of gewoon marketing.

Waardoor ze niet 20x snellere cpu's direkt uitbrengen t.o.v snelle silicium-cpu's van dat moment

[Verwijderd]

Omdat dat te revolutionair is. En dat is riskant. De ontwikkelingen gaan nu al snel, maar als je zulke grote stappen zou nemen dan betekent dat in 1 klap een hele generatie technologie vervangen moet worden. En dat zal niemand (uit kostenoverweging) dat gebruiken.

[DeTrucIs]

Bij grote proces veranderingen (grotere plakken of verkleining van de proces features) wordt over het algemeen een groot gedeelte van het machinepark vernieuwd. Dit is het grootste gedeelte van de investering voor bijvoorbeeld een compleet nieuwe fab, kosten voor gebouwen en machines die wel herbruikbaar zijn voor een nieuw proces vormen slechts een kleine kostenpost tov de high-tech machines die nieuw nodig zijn voor een nieuw proces.

Het oude proces wordt afgeschreven voor wat betreft high-end producten, echter zo'n proces zal worden gebruikt voor mid-end en later voor low-end producten.
Maw, wil je in het high-end segment blijven, dan moet je continue blijven investeren in productie processen. De hoge afschrijvingskosten zien wij terug in hoge prijzen voor bv de nieuwste/snelste CPU's.

Redenen waarom ze nog wachten met investeren in processen zoals die hierboven staan, is dat de processen zich nog in de research fase bevinden. In deze fase is reproduceerbaarheid veelal een probleem. Pas als het proces reproduceerbaar is en de geproceste structuren gemaakt kunnen worden in een bruikbare chipomgeving, kan het proces overgaan naar de productiefase.

[Thandor]

Omdat het nu nog veel te duur is om te investeren in nieuwe technieken.
Dat is niet fabriekje bouwen in 1 maand en produceren maar. Daar komt veel meer bij kijken.
O.a. research, de bouw van de fabriek. De duurdere materialen die nodig zijn etc.

Ik hoop wel dat ze in plaats van steeds snellere processoren er voor gaan zorgen dat elke generatie minder warmte produceert. AMD is bv. goed op weg met de Athlon 64 .

[Thomson]

Als ze dat zouden kunnen zouden ze het sowieso niet doen. Je kan beter je snelheid langzaamaan upgraden zodat de consument telkens opnieuw een nieuwe cpu moet kopen om uiteindeljk bij hetzelfde uit te komen. Hier verdienen ze veel meer aan.

Mja the future looks bright anyway

[Vastloper]

Omdat het gebruiken van de technieken meer is dan het bewijzen van een theorie. Bij het werken op steeds kleinere schaal word het "etsen" van de lagen steeds complexer en komer er steeds meer problemen kijken. Als er dan ook nog eens ander materiaal gebruikt moet worden dan word het complete porductieprocess anders en moeten er andere methodes worden onderzocht om de wafers te behandelen. Het is niet voor niks dat er maar enkele bedrijven zijn die in staat zijn om met heel veel mensen in jaren tijd zo'n wafer stepper te ontwikkelen.

[Verwijderd]

maar er zal wel een adertje onder 't gras zitten of gewoon marketing.

Euuh "adertje" .... neem aan addertje....

[Verwijderd]

kan iemand uitleggen wat die 3 plaatjse betekenen?
in het orginele bericht van cnet kan ik ze niet terugvinden.

[Verwijderd]

Je moet bovenstaande plaatjes zien als verschillende buisjes "opgerold" uit grafiet "platen". Je kan zo'n plaat grafiet (allemaal zeshoeken) op verschillende manieren oprollen. Zo krijg je de zogenaamde armleuning structuur of de zig-zag structuur. Ook verschillende tussenvormen zijn mogelijk zoals het derde plaatje laat zien.

Interessant om te weten is dat afhankelijk van de vorm en oprolling van het buisje zijn eigenschappen worden bepaald. Het leuke is dat deze eigenschappen te voorspellen zijn. Het grote probleem met Carbon NanoTubes is echter dat de vorming van de buisjes niet te controleren is. Bij het productieproces worden dus veelal alle vormen van de buisjes geproduceerd. Evenals de bekende buckyball en buisjes in buisjes.
Op het gebied van productie zal dus nog een hoop verbeterd moeten worden, daarnaast is de plaatsing van de buisjes op het te gebruiken oppervlak nog een ander groot probleem.

[UniT]

Veelal koolstofstructuren op atomair niveau

[Verwijderd]

Oftewel NanoTubes.

[Brent]

Ik dacht dat koolstof een covalentie van 4 had ipv 3 zoals in het plaatje, of halen ze een truukje uit?

[diederik77]

ik denk dat dit een soort benzeen-achtige structuren zijn. (benzeen heeft de formule C6H6, daarbij zitten er H's aanvast in plaats van andere ringen zoals hier).

Daarbij zijn de 6 koolstoffen aan elkaar verbonden in een ring: dat zijn 2 losse elektronen per koolstof (één naar het linker en één naar het rechter C-atoom);
dan is er 1 elektron dat naar buiten gaat (de H's of in dit geval de andere ringen);
en dan is er van alle 6 koolstofatomen één elektron dat in een rondje in het midden rondvliegd (samen met de zes anderen dus). Die zes zijn dus een soort 'zoek'.

(correct me if i'm wrong)

[Verwijderd]

wrong ben je misschien niet maar wel volledig oftopic, het gaat hier over Nanotubes, koolstof dus, en niet over benzenen...

[Dr. Vork]

Dubbele bindingen dus

[BumEyes]

Wel slim, door die losse elektronen wordt hij supergeleidend.

[Verwijderd]

@Breepee

Koolstof heeft inderdaad 4 beschikbare elektronen voor binding. Ze zullen dan waarschijnlijk ook wel dubbele bindingen vormen in dit geval.

[Verwijderd]

Hover je muis eens over het plaatje. Wat je na een paar seconden ziet is de ALT-tag, oftewel een omschrijving van het plaatje.

[Cheizberd]

koolstof heeft inderdaad een covalentie van 4, maar de electronen die "overblijven" omdat het in dit geval maar 3 bindingen aangaat zijn gedelokaliseerd. Dit betekent dat ze relatief vrij kunnen bewegen door het molecuul en het dus stroom kan geleiden.

[M. Mulder]

Goh, waar blijft onze quantumbenadering, waarbij er elektronen zijn die superposities innemen en tegelijkertijd 0 en 1 kunnen zijn. Of heeft dit indirect ook te maken met deze ontwikkeling van spintronics

[nnxion]

vette techniek, ik vraag me af of er ook negatieve effecten zijn of dat het alsmaar positief is, ik ben bang dat ze chips zo klein en goedkoop kunnen maken door deze nieuwe technologieen dat ze gewoon zo'n chip in mensen stoppen en dat je het niet eens door zal hebben, dan weten ze waar je bent en kunnen dan iedereen ter wereld tracken met satteliet of iets, wat een privacy hebben we dan...

[Verwijderd]

Ik denk niet dat die chips dat zullen willen, gesteld dat er rond die tijd nog mensen zijn .

[_Thanatos_]

Zodat we kunnen zien waar al onze chips blijven

[BumEyes]

Als ze zo'n ding willen tracken moet hij een flink sterk signaal uitzenden. Ik denk dat je het heus wel merkt als je een hele sattelietschotel in je kop hebt zitten...

edit: typo

[SPee]

Wat mij wel verbaasd, is dat ze nog steeds denken in chipsets.
Wanneer komen ze nou met een complete PC in 1 blok? Een blok van 5x5 met stroomaansluiting en USB en dat is dan een complete pc.

De chiptechnieken veranderen is ook een manier om te upgraden naar betere processoren, maar ik zie meer de chipmogelijkheden vergroot worden dan de snelheden. Zijn ze al begonnen aan de 128bit processor

[HAL 9000]

Om eerlijk te zijn... ben tweaker (zéker niet hardcore maar toch), ken toch iéts van PC's, maar... ben ik nu écht de énige die hier amper een moer van begrijpt???

[Upper]

Ik verwacht niet dat AMD hierop stil zal blijven zitten. Ik verwacht eerlijk gezegd dat AMD hier ook zeer snel mee zal beginnen, zeker als blijkt dat dit een gigantische sprong voorwaarts zal betekenen.