No IEEE International Electronic Devices Meeting (IEDM) de 2023, os pesquisadores da Intel demonstraram tecnologia avançada combinando transistores CMOS (semicondutores de óxido metálico complementar) tridimensionais empilhados com alimentação traseira e contato traseiro direto. A empresa também relatou caminhos de expansão para seus recentes avanços de P&D no fornecimento de energia traseira, como contatos traseiros, e demonstrou com sucesso, pela primeira vez, integração monolítica tridimensional em grande escala de transistores de silício com transistores de nitreto de gálio (GaN) no mesmo wafer de 300 milímetros (mm) (em vez de um pacote).
“À medida que entramos na era EM e ultrapassamos cinco nós de processo em quatro anos, a inovação contínua é mais importante do que nunca. No IEDM2023, a Intel apresenta os avanços que fez nas pesquisas que estão impulsionando a Lei de Moore, destacando nossa capacidade de trazer tecnologias líderes para a próxima geração de computação móvel, permitindo maior escalabilidade e fornecimento eficiente de energia”.
Sanjay Natarajan, vice-presidente sênior e gerente geral de pesquisa de componentes da Intel
Por que isso é importante? O escalonamento do transistor e a potência traseira são essenciais para ajudar a atender ao crescimento exponencial da demanda por potência computacional mais poderosa. Ano após ano, a Intel atende a essa demanda de computação, demonstrando que suas inovações continuarão a impulsionar a indústria de semicondutores e a ser a pedra angular da Lei de Moore. O grupo de pesquisa de componentes da Intel continua a ampliar os limites da engenharia empilhando transistores, levando a potência traseira a novos níveis, permitindo maior escalamento de transistores e maior desempenho, e provando que transistores feitos de materiais diferentes podem ser integrados no mesmo wafer.
A imagem à esquerda mostra um design onde as linhas de energia e de sinal são combinadas no topo do wafer. À direita está a nova tecnologia PowerVia, a rede de distribuição de energia traseira exclusiva da Intel usada pela primeira vez na indústria. O PowerVia foi lançado no evento Intel Accelerator em 26 de julho de 2021. No evento, a Intel apresentou o futuro roteiro de tecnologia de processos e embalagens da empresa. (Fonte da imagem: Intel Corporation)
O roteiro de tecnologia de processo recentemente anunciado destaca a expansão contínua de inovações da empresa, incluindo PowerVia backside power, substratos de vidro para embalagens avançadas e FoverosDirect, todas tecnologias originadas do grupo de pesquisa de componentes e que deverão entrar em produção nesta década.
No IEDM2023, a Intel Component Research demonstrou seu compromisso com a inovação ao colocar mais transistores no silício e ao mesmo tempo alcançar maior desempenho. Os pesquisadores identificaram as principais áreas de P&D necessárias para continuar a expansão por meio do empilhamento eficiente de transistores. Combinados com alimentação traseira e contatos traseiros, estes serão avanços significativos na tecnologia de arquitetura de transistores. Ao mesmo tempo que melhora o fornecimento de energia traseira e adota novos materiais de canal 2D, a Intel está trabalhando para estender a Lei de Moore para um trilhão de pacotes de transistores até 2030.
Os resultados mais recentes da pesquisa de transistores da Intel demonstrados no IEDM2023 permitem o empilhamento vertical de transistores de efeito de campo complementares (CFETs) com passos de porta tão baixos quanto 60 nanômetros. Ao empilhar transistores, eficiência de área e vantagens de desempenho podem ser alcançadas. Também é combinado com potência traseira e contato traseiro direto. Ele destaca a liderança da Intel em transistores all-gate e demonstra a capacidade da empresa de inovar além do RibbonFET, colocando-a à frente da concorrência.
A Intel passou por cinco nós de processo em quatro anos e identificou as principais áreas de P&D necessárias para continuar a dimensionar transistores com transferência de energia traseira: o PowerVia da Intel, que será fabricado em 2024, será o primeiro a permitir a transferência de energia traseira. No IEDM2023, a Components Research identificou caminhos para estender e expandir o fornecimento de energia traseira além do PowerVia, bem como os principais avanços de processo necessários para permitir esses caminhos. Além disso, este trabalho destaca o uso de contatos traseiros e outras novas interconexões verticais para permitir o empilhamento de dispositivos com eficiência de área.