Roadmap voor halfgeleider-industrie houdt wet van Moore overeind

Geplaatst op 26 juli 2016 om 11:04 uur
Roadmap voor halfgeleider-industrie houdt wet van Moore overeind
Begin juli heeft de Semiconductor Industry Association een ‘roadmap’ uitgebracht die de komende 15 jaar aan chipinnovatie uiteenzet. Hierin worden de uitdagingen voor de halfgeleiderindustrie op korte en lange termijn geschetst.

Het rapport heet ‘2015 International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS)’ en is tot stand gekomen als een samenwerking tussen Amerikaanse, Europese en Aziatische bedrijven in de halfgeleiderindustrie. De ITRS wordt sinds 1993 bijna jaarlijks uitgegeven. Het rapport zet vaak de toon voor waar bedrijven in de chipindustrie de komende jaren hun onderzoeks- en ontwikkelingsdollars in steken.

 

“Een kwart eeuw lang is deze roadmap een belangrijke wegwijzer geweest voor het evalueren en bevorderen van halfgeleider-innovatie”, aldus John Neuffer, CEO van de Semiconductor Industry Association. “De nieuwste en laatste uitgave geeft sleutelbevindingen over de toekomst van halfgeleidertechnologie en functioneert als een nuttige brug naar de volgende generatie van halfgeleideronderzoek.”

 

Krimp van transistors stopt

Een belangrijk punt waar de ITRS zijn pijlen op richt is dat het na 2021 niet meer economisch haalbaar zal zijn om transistorgrootte verder te laten afnemen. Een paar jaar geleden was het nog relatief gemakkelijk om meer chips op een wafer te proppen, tegen een behapbare investering. Bij recente 22 of 14nm-processen echter, zijn er erg veel extra tussenstappen nodig. Dit betekent dat het veel meer geld kost om een wafer te produceren.

 

Oplossingen voor grotere dichtheid

Voor het vergroten van chipdichtheid noemt het ITRS-rapport een aantal oplossingen. Allereerst wordt het van fabrikanten verwacht tegen 2019 van FinFET ((Fin Field Effect Transistor) af te stappen en chips te maken volgens het Gate-all-around-FET-principe (GAA). Hierbij omringt het gate-materiaal het materiaal voor het kanaal aan alle kanten. Een paar jaar later wordt voorspeld dat deze transistors verticaal worden geproduceerd en het kanaal uit een of ander nanodraad wordt vervaardigd.

 

Zo’n 3D-ontwerp zal volgens het rapport niet lang voor vooruitgang zorgen. Tegen 2024 lopen chipmakers naar verwachting tegen een thermisch plafond op. Een bepaald oppervlak kan namelijk maar een beperkte hoeveelheid hitte afgeven. Het koelen van zo’n kleine chip gaat dus een probleem worden.

 

Koel

De enige echte oplossing volgens het rapport is het radicaal herzien van de chip en het koelsysteem. Er komen bijvoorbeeld waarschijnlijk micro-vloeistofkanalen die het effectieve oppervlak voor hitteoverdracht zullen vergroten.

 

Het complete rapport is hier te bekijken: 2015 International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS)

 
© Engineersonline.nl