A IBM demonstrou um conceito de transistor de nanofolha no IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) de 2023 que melhora o desempenho em quase 100% no ponto de ebulição do nitrogênio de 77 Kelvin (-196°C). Dado que a fabricação, o transporte seguro, o armazenamento e o uso de nitrogênio líquido têm sido relativamente industrializados e em grande escala, esta conquista de pesquisa e desenvolvimento pode abrir novos tipos de chips que podem alcançar desempenho superior sob condições de resfriamento de nitrogênio líquido.

Uma nova geração de aceleradores de computação de alto desempenho com inteligência artificial pode dobrar instantaneamente o desempenho em um ambiente de nitrogênio líquido simplesmente desenvolvendo uma nova solução de resfriamento para data centers.

Os transistores Nanosheet são o próximo passo na evolução dos transistores de efeito de campo fino (FinFETs), que têm impulsionado o desenvolvimento da fundição de semicondutores desde 16nm e cujos limites tecnológicos podem ser alcançados em 3nm. Espera-se que as nanofolhas sejam lançadas em nós de 2 nm, como TSMC N2 e Intel 20A.

A uma temperatura operacional de 77K, diz-se que os dispositivos de nanofolhas da IBM quase dobram o desempenho devido à menor dispersão dos portadores de carga, reduzindo assim o consumo de energia. A redução do espalhamento diminui a resistência do fio, permitindo que os elétrons se movam mais rapidamente através do dispositivo. Ao reduzir o consumo de energia, o dispositivo pode gerar maior corrente em uma determinada tensão. O resfriamento também melhora a sensibilidade do dispositivo entre as posições ligada e desligada, portanto, é necessária menos energia para alternar entre os dois estados, reduzindo a potência. O consumo de energia reduzido significa que a largura do transistor pode ser reduzida, aumentando assim a densidade do transistor ou diminuindo o tamanho do chip.

Atualmente, a IBM está enfrentando o problema técnico da tensão limite de um transistor, que é a tensão necessária para formar um caminho condutor entre a fonte e o dreno.