Самосклапајући чипови

Хлађење кроз ваздушне шупљинице, 35 нанометара широке, за 35 повећало проток података, а за 15 смањило електричну потрошњу.

У микроелектроници одавно сањају да натерају молекуле да се сами уреде – према владајућим законима физике – у склопове којима ће колати поруке. Или боље рећи: да се електрични набој у наноелектронским справама мења несметано пропуштајући гомиле података.

Самоуређивање или самообликовање једна је од свепрожимајућих природних појава – од снежне пахуљице до живих бића, а ово су искористили ИБМ-ови стручњаци да осмисле тзв. самосклапајујеће чипове. Разлог за овакво опредељење сасвим је једноставан: израда веома малих, знатно бржих и прилично јефтинијих микропроцесора од постојећих.

Компанија је недавно разгласила да је овај поступак искоришћен у обликовању ваздушних шупљина које су раздвајале (изоловале) проводничке жичице у чиповима. Први резултати наговешћују да се ваздушним преграђивањем за 35 одсто повећала брзина протока струје (размена података), а да је за 15 одсто смањена енергетска потрошња. Једним технолошким ударцем постигли су двоструко побољшање, најавивши да ће примена нове технологије у полупроводничким постројењима отпочети 2009. године.

Нема ометања

Самосклапање је претходно испитано у строго надгледаним условима, чиме је потврђено да се небројено пута може изводити и у свакодневној производњи. „Нанотехнолошко доба закорачило је у микроелектронику”, објашњава Денијел Еделстејн, водећи научник у овом подухвату. „Најбитније је да је поступак сагласан са постојећим начинима израде и материјалима од којих се праве микропроцесори.”

У једном једином кораку остварен је технолошки напредак за који би – према Муровом закону – требало чекати два поколења чипова израђиваних на садашњи начин.
Познато је, наиме, да је једног од уских грла данас бакарно ожичавање којим струје електрони (поруке) између транзистора и излазе напоље. Када се чипови смањују, ове жичице – отприлике 70 нанометара дебеле (70 милионитих делића милиметра) – морају да се стављају што гушће, такорећи да се сабијају на све мањој површини.

Међутим, зближавање изазива једну непожељну појаву – међусобно ремећење електричних токова, расипајући енергију и успоравајући проток података. Једини излаз је одвајање (изолација), али данашњи материјали – као стакло – нису довољно подесни за будуће чипове. Одавно се зна да то боље обавља ваздух, зато су стручњаци прионули на посао да осмисле како да усеку мајушне празнине – око 35 нанометара широке – да онемогуће електрично ометање.

Својеврсне празнине

Данашњи најсавременији поступци нису у стању да изрежу толицна удубљења којима ће, без икаквих сметњи, опструјавати ваздух. Бити или не бити? Ваљало је смислити потпуно другачији приступ.

У овоме су се ИБМ-ови истраживачи послужили новом врстом полимера, који се брзо и лако самообликује, за урезивање ваздушних шупљиница, иако су оне својеврсне празнине (вакуум) у којима, чак, нема ваздуха. Полимер се налије у бакарне жичице утиснуте у раздвајајући (изолирајући) материјал. Кад се полимер загреје, молекули се једноставно удаље и оставе подручје сићушних рупа (нанорупица) које се користе за нарезивање мајушних удубљења у материјалу који окружује (и изолује) жичице.

После тога се убризга плама, врели наелектрисани гас, да се избаце сви малецни отпаци. На крају се обави хемијско испирање које остави чисте празнине и с једне и с друге стране бакарне жичице.

„Сматрам да ће се и остали окуражити да уведу самосклапање, јер је све ближе индустријској примени”, каже Бабак Амир Парвиз, професор електроинжењерства на Универзитету Вашингтон.

Имајући у виду да у самосклапајућим чиповима постоји десет слојева ожичавања, то ће поскупети израду за један цент по слоју. Једнима ће се урезивати само једна ваздушна шупљиница у сваком слоју, а другима четири и више, зависно од захтева поручилаца. Компанија је намерна да нови поступак за новац понуди осталим произвођачима, почев од оних с којима најтешње сарађује (АМД, „Сони”, „Тошиба” и „Фрискејл”).

У властитим производима први су на реду – сервери, јер се користи уобичајена ЦМОС технологија, што значи да нема потребе за новим алатима.