Vertikálne ukladanie tranzistorov znižuje závislosť Číny od najnovších litografických technológií

 

Kľúčové zistenia:

• Výrobca Huawei prešiel z plošného zmenšovania obvodov na systém vertikálneho skladania tranzistorov.

• Nová architektúra znižuje časovú stratu pri šírení signálu skrátením elektrických dráh.

• Hustota tranzistorov v novom čipe stúpla o 53 percent aj bez použitia najmodernejšej litografie.

Spoločnosť Huawei prezentovala novú koncepciu výroby integrovaných obvodov s označením LogicFolding. Táto architektúra reaguje na nedostupnosť moderných litografických zariadení EUV pre čínsky trh a obchádza tak fyzické limity výrobného procesu. Namiesto zmenšovania samotných súčiastok podľa Mooreovho zákona sa návrhári opierajú o teóriu s názvom Tau Scaling Law.

Hlavným cieľom tohto princípu je znížiť časový úsek potrebný na to, aby signál prešiel systémom z jedného bodu do druhého. Skrátenie času sa dosahuje vrstvením kremíkových štruktúr do trojrozmerného priestoru nad sebou. Logické obvody už nie sú rozmiestnené vedľa seba v jednej rovine, ale sú pospájané hybridnými vertikálnymi spojmi v osi Z.

Prvým komerčne dostupným procesorom s touto technológiou sa stane model Kirin 2026, ktorý bude uvedený na trh v jesenných mesiacoch roku 2026. Vďaka inovatívnemu usporiadaniu sa do tohto čipu podarilo integrovať 238 miliónov tranzistorov na každý štvorcový milimeter. V porovnaní s klasickým dvojrozmerným dizajnom z predchádzajúcej generácie ide o plošný nárast hustoty o viac ako 53 percent.

Vertikálne spojenia navyše redukujú elektrický odpor dráh, čo vedie k menším stratám v napájaní. Zariadenie spotrebuje len 59 percent energie oproti referenčnému modelu Kirin 9030 Pro pri zachovaní porovnateľného základu technológie. Účinnosť výkonných jadier procesora vzrástla o 41 percent, pričom maximálna pracovná frekvencia dosahuje hodnotu 3,1 GHz.

Podľa zástupcov spoločnosti Huawei bol systém skladania tajne testovaný počas predchádzajúcich šiestich rokov. Za tento čas firma implementovala rané štádiá architektúry do stoviek rôznych typov súčiastok. Nový procesor nájde svoje primárne využitie v prichádzajúcich vlajkových smartfónoch zo série Mate 90.

Potenciál technológie LogicFolding sa zďaleka nekončí pri mobilných procesoroch pre rok 2026. Cestovná mapa výrobcu počíta so zvyšovaním hustoty až na hodnotu 400 miliónov tranzistorov do roku 2031. Pri takýchto parametroch bude štruktúra zodpovedať výkonu 1,4-nanometrových procesov, pričom takty procesora prekročia hranicu 5,0 GHz.

Huawei tiež plánuje nasadenie tejto topológie vo vysoko výkonných serverových čipoch z rodiny Ascend do roku 2030. V týchto segmentoch pomôže skrátenie signálnych dráh lepšie prepojiť úložisko s logickými celkami počas behu výpočtov umelej inteligencie.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Vertikálne ukladanie komponentov umožňuje zvyšovanie výpočtového výkonu aj na starších výrobných linkách, čo znižuje závislosť od najnovších litografických prístrojov.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT