Intel: Acompanhar a Lei de Moore está se tornando um desafio

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Mas como os chips ficam menores, manter o ritmo com a Lei de Moore talvez seja mais difícil hoje do que nos anos anteriores, disse William Holt, vice-presidente executivo e gerente geral do Grupo de Manufatura de Tecnologia da Intel, durante um discurso na Jeffries Global Technology, Media e Telecom Conference, nesta semana.

"Estamos mais perto do fim do que éramos cinco anos atrás? É claro. Mas "Estamos no ponto em que podemos prever realisticamente esse fim, não achamos isso. Estamos confiantes de que vamos continuar a fornecer os elementos básicos que permitem melhorias em dispositivos eletrônicos", disse Holt. O fim da capacidade da indústria de reduzir o tamanho das chips "tem sido um assunto que está na mente de todos há décadas", disse Holt, mas rejeitou os argumentos de observadores e executivos do setor de que a Lei de Moore estava morta. Algumas previsões sobre a lei foram míopes, e o paradigma continuará a se aplicar à medida que a Intel reduz o tamanho dos chips, disse Holt.

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"Não estou aqui para dizer que sei o que vai acontecer Daqui a 10 anos. É um espaço muito complicado. Pelo menos para as próximas gerações, estamos confiantes de que não vemos o fim chegando ", disse Holt, falando sobre gerações de processos de fabricação.

A Lei de Moore foi a primeira Fundada em 1965 por Gordon Moore, que foi co-fundador da Intel em 1968 e se tornou CEO em 1975. O artigo original sobre a lei, publicado na revista Electronics em 1965, focava na economia relacionada ao custo por transistor, que viria "O fato de que agora, quando olhamos para o futuro, a economia da Lei de Moore está sob estresse considerável, provavelmente é apropriado porque é fundamentalmente o que você está entregando. Você está proporcionando um custo benefício a cada geração". "Holt disse.

Mas Holt disse que a fabricação chips menores com mais recursos se tornam um desafio, pois os chips podem ser mais sensíveis a uma "classe mais ampla de defeitos". As sensibilidades e pequenas variações aumentam, e é necessária muita atenção aos detalhes.

"À medida que diminuímos as coisas, o esforço necessário para fazê-las funcionar é cada vez mais difícil", disse Holt. "Há apenas mais etapas e cada uma dessas etapas precisa de um esforço adicional para otimizar."

Para compensar os desafios de dimensionamento, a Intel conta com novas ferramentas e inovações.

"O que se tornou a solução para esse problema. Não é apenas uma escala simples como nos primeiros 20 anos, mas cada vez que você passa por uma nova geração, precisa fazer alguma coisa ou acrescentar algo que permita que a escala ou a melhoria continuem ", disse Holt.

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A Intel possui a tecnologia de fabricação mais avançada do setor atualmente e foi a primeira a implementar muitas novas fábricas. A Intel adicionou o silício coado nos processos de 90 nanômetros e 65 nanômetros, o que melhorou o desempenho do transistor e, em seguida, adicionou o material de óxido da porta - também chamado high-k metal gate - nos processos de 45 nm e 32 nm. A Intel mudou a estrutura do transistor para a forma 3D no processo de 22 nm para continuar reduzindo os chips. Os últimos chips de 22 nanômetros têm transistores colocados em cima uns dos outros, dando-lhe um design 3D, ao invés de um ao lado do outro, como foi o caso em tecnologias de fabricação anteriores.

No passado, a Intel fabricou chips para si mesma, mas nos últimos dois anos abriu suas fábricas para fabricar chips de forma limitada para empresas como Altera, Achronix, Tabula e Netronome. Na semana passada, a Intel nomeou o ex-chefe de manufatura Brian Krzanich para CEO, enviando um sinal de que pode tentar monetizar suas fábricas assumindo contratos maiores de fabricação de chips. O nome da Apple tem sido divulgado como um dos possíveis clientes da Intel.

Para a Intel, os avanços na fabricação também se correlacionam às necessidades do mercado da empresa. Com o enfraquecimento do mercado de PCs, a Intel tornou prioritária a liberação de chips Atom com consumo eficiente de energia para tablets e smartphones baseados nas mais novas tecnologias de fabricação. A Intel deve começar a distribuir chips Atom usando o processo de 22 nm no final deste ano, seguido por chips fabricados usando o processo de 14 nm no próximo ano. A Intel anunciou esta semana chips Atom de 22 nanômetros baseados em um novo chip. A arquitetura chamada Silvermont será até três vezes mais rápida e cinco vezes mais eficiente em termos de consumo de energia do que os antecessores fabricados com o processo antigo de 32 nm. Os chips Atom incluem Bay Trail, que será usado em tablets ainda este ano; Avoton para servidores; e Merrifield, no próximo ano, para smartphones. A Intel está tentando alcançar a ARM, cujos processadores são usados ​​na maioria dos smartphones e tablets atualmente. O processo de reduzir o tamanho dos chips exigirá muitas idéias, muitas das quais estão tomando forma na pesquisa da universidade sendo financiada por fabricantes de chips. e associações da indústria de semicondutores, Holt disse. Algumas das idéias giram em torno de novas estruturas de transistores e materiais para substituir o silício tradicional.

"A tensão é um exemplo que fizemos no passado, mas usar germânio em vez de silício é certamente uma possibilidade que está sendo pesquisada. Ainda mais exoticamente, indo para material III-V fornecer vantagens ", disse Holt. "E então há novos dispositivos que estão sendo avaliados, bem como diferentes formas de integração."

A família de materiais III-V inclui o arseneto de gálio.

Pesquisa também está em andamento em empresas como a IBM, que está investigando Processadores de grafeno, nanotubos de carbono e circuitos ópticos em processadores de silício

A National Science Foundation dos EUA está liderando um esforço chamado "Ciência e Engenharia por trás da Lei de Moore" e está financiando pesquisas sobre manufatura, nanotecnologia, chips multicore e tecnologias emergentes Computação.

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Às vezes, não fazer mudanças imediatas é uma boa idéia, disse Holt, apontando para a transição da Intel para a interconexão de cobre no processo de 180 nm. A Intel foi a primeira a aderir ao cobre, o que Holt disse ser a decisão certa na época. "Esse conjunto de equipamentos não estava maduro o suficiente naquele momento. As pessoas que se mudaram [cedo] lutaram poderosamente", disse Holt. acrescentando que a Intel também fez uma mudança tardia para a litografia de imersão, que economizou milhões de dólares para a empresa.

Quando a Intel mudou para a litografia de imersão, a transição foi suave, enquanto os primeiros adotantes lutavam.

para fabricantes de chips é para wafers de 450 mm, o que permitirá que mais chips sejam produzidos em fábricas a um custo menor. Em julho do ano passado, a Intel investiu US $ 2,1 bilhões na ASML, fabricante de ferramentas, para permitir circuitos de chips menores e wafers maiores. Seguindo o exemplo da Intel, a TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.) e a Samsung também investiram na ASML. Alguns dos clientes da TSMC incluem a Qualcomm e a Nvidia, que projetam chips baseados em processadores ARM.

O investimento da Intel na ASML também está ligado ao desenvolvimento de ferramentas para implementação da tecnologia EUV (ultravioleta extremo), que permite que mais transistores sejam preenchidos silício. O EUV encurta a faixa de comprimento de onda necessária para transferir padrões de circuito em silício usando máscaras. Isso permite a criação de imagens mais finas em wafers, e os chips podem transportar mais transistores. A tecnologia é vista como crítica para a continuação da Lei de Moore.

Holt não poderia prever quando a Intel mudaria para wafers de 450 milímetros, e esperava que chegasse no final da década. O EUV provou ser um desafio, disse ele, acrescentando que há problemas de engenharia para resolver antes de ser implementado.

No entanto, Holt estava confiante sobre a capacidade da Intel de reduzir a escala e permanecer à frente de rivais como TSMC e GlobalFoundries, que estão tentando alcançar a fabricação com a implementação de transistores 3D em seus processos de 16 e 14 nm, respectivamente. ano. Mas a Intel está avançando para a segunda geração de transistores 3D e, diferentemente de seus rivais, também encolhendo o transistor, o que lhe dará uma vantagem de fabricação. Falando sobre os rivais da Intel, Holt disse: "Desde que eles foram honestos e abertos, eles Vamos pausar o dimensionamento da área, eles não estarão experimentando economia de custos. Continuaremos a ter uma vantagem substancial no desempenho do transistor. "