60 let inovací ve vývoji tranzistorů

Od vynálezu tranzistoru v roce 1947 se tato technologie vyvíjela velice rychlým tempem a připravila cestu pro další levnější a energeticky efektivnější výrobky. Technologie 22 nm vyvinutá společností Intel posouvá tranzistor do třetího rozměru.

Pokračování tohoto vývoje, a to tempem udávaným Mooreovým zákonem, přineslo mnohé inovace - v poslední době to byl "napnutý křemík" ("strained silicon" - představil Intel v roce 2003) a high-k/metal gate (představil Intel v roce 2007). Nyní se společnost Intel chystá přijít s další radikální změnou designu tranzistorů, jež nabídne nebývalou kombinaci výkonu a energetické účinnosti v široké škále počítačů: od serverů přes desktopy a notebooky až ke kapesním zařízením.

Poprvé v dějinách vstoupily křemíkové tranzistory do třetího rozměru. Společnost Intel právě představila tranzistor Tri-Gate, v němž je tranzistorový kanál pozvednut do třetího rozměru. Tok proudu je kontrolován na třech stranách kanálu (nahoře, vlevo a vpravo), a nikoli jen shora, jako je tomu v konvenčních plochých tranzistorech. Výsledkem je podstatně vyšší kontrola nad tranzistorem, maximalizace toku proudu (pro nejvyšší výkon) a naopak jeho minimalizace, když je tranzistor vypnutý.

Podívejme se na dějiny tranzistoru a jeho klíčové milníky v momentě, kdy Intel uvádí novou technologii polovodičů a zajišťuje pokračování Mooreova zákonu do budoucnosti.

Dějiny vývoje tranzistoru:

16.12. 1947 - William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain z Bell Labs úspěšně vyrobili první tranzistor.
1950 - William Shockley vyvinul první bipolární tranzistor, tedy zařízení dnes nejčastěji označované jako tranzistor.
18.10. 1954 - První tranzistorové rádio Regency TR1 bylo uvedeno na trh. Obsahovalo čtyři tranzistory z germania.
25.4. 1961 - První patent získal Robert Noyce za integrovaný obvod. Původní tranzistory dostačovaly pro použití v rádiích a telefonech, ale pro potřeby elektroniky bylo zapotřebí něčeho menšího - integrovaného obvodu.
1965 - Je definován Mooreův zákon - Gordon Moore předvídá, že počet tranzistorů na čipu se bude každý rok zdvojnásobovat (o deset let později periodu upravil na dva roky). Tento svůj názor uveřejnil v článku v časopise Electronics Magazine. O tři roky společně s Bobem Noycem založili společnost Intel. Název je zkratkou sousloví "integrovaná elektronika".
1969 - Intel úspěšně vyvíjí první křemíkovou PMOS. Tyto tranzistory i nadále používají jako dielektrikum tradiční oxid křemičitý (SiO2), ovšem jsou zaváděny nové polykřemičité elektrody.
1971 - Intel představuje první mikroprocesor - 4004. Obsahoval 250 tranzistorů a byl vyráběn technologií 10 mikronů na 6 cm silných destičkách.
1985 - Na trh je uveden mikroprocesor Intel386 - ten obsahuje 275000 tranzistorů, což je stokrát více, než měl původní 4004. Mikroprocesor byl 32bitový a zvládal multitasking, takže uměl provozovat více programů současně. Původně byl vyráběn za pomoci CMOS technologie 1,5 mikronu.
13.8. 2002 - Intel představil několik technologických novinek v chystané 90nm technologii včetně vysoce výkonných nízkoenergetických tranzistorů, technologii "strained silicon", vysokorychlostní měděné spojení a nový dielektrický materiál low-k. Jde o první proces v odvětví, který implementuje "napnutý křemík" do výroby.
29.1. 2007 - Intel představuje revoluční materiály pro tranzistory - high-k a metal gate. Ty budou použity pro výrobu izolačních stěn a přepínacích bran na stovkách milionů mikroskopických tranzistorů (45nm) uvnitř nové generace procesorů Intel Core2 Duo, Intel Core 2 Quad a Xeon - pod kódovým označením Penryn.
3.5. 2011 - Intel oznamuje, že do sériové výroby uvedl zcela nový tranzistor. Tranzistor Tri-Gate nabídne jedinečnou kombinaci výkonu a energetické úspornosti v široké škále počítačů - od serverů přes desktopy až po notebooky a kapesní zařízení.