Samsung e IBM stanno rivoluzionando i nostri telefonini

Novità storiche nell’universo dei semiconduttori. IBM e Samsung hanno lanciato una nuova tecnologia chiamata Vertical Transport Field Effect Transistor (VTFET), e promettono una vera e propria rivoluzione strutturale in termini di potenza, comodità e sfruttabilità per i transistor dei telefonini.

Che cos’è il VTFET?

Tutto nasce da un originale processo di incisione che rifonda i criteri di produzione dei semiconduttori. I transistor, negli smartphone e negli altri device elettronici, sono di norma posti in piano su una superficie. Per aggiungere componenti e supporti più potenti è necessario quindi investire nella miniaturizzazione.

Con il VTFET (Vertical Transport Field Effect Transistor) IBM e Samsung hanno concepito una disposizione differente. Si è tentato di impilare i transistor verticalmente, in modo da poterne associare in numero maggiore. E il tentativo è stato un successo.

Dunque IBM e Samsung hanno deciso di rivoluzionare il design classico dei transistor FET. Li hanno di fatto ruotati e poi disposti in verticale, invece che in orizzontale. E a cosa serve questa rotazione? In pratica permette alla corrente di scorrere in verticale e di offrire prestazioni maggiorate. La IBM promette, per esempio, smartphone in grado di essere alimentati per una settimana intera con una sola carica della batteria.

L’idea è di base semplice ma, secondo gli analisti, potrebbe davvero portare a numerosi vantaggi. I transistor FET ruotati, che da oggi in poi saranno conosciuti come Vertical Transport Field Effect Transistors o VTFET, sono stati presentati alla conferenza IEDM a San Francisco.

Quest’uscita di IBM e Samsung mette già in crisi gli ultimi modelli presentati dalla Intel (come il FinFET o il futuro RibbonFET), concepiti per essere impilati su una struttura orizzontale, cioè con source, gate e drain allineati orizzontalmente e con la corrente che scorre in piano.

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I VTFET, al contrario, rivelano source, gate e drain disposti in verticale, dove quindi la corrente può scorrere in verticale. Questa disposizione permette di ridurre considerevolmente la lunghezza del gate e del relativo distanziatore. E questi due elementi, di solito, determinano il passo del gate nel suo complesso, ovvero la distanza tra i transistor, che nel caso dei VTFET è di 45 nm.

I benefici dei transistor verticali per i nostri telefonini

Da un punto di vista puramente pratico, i transistor VTFET non implicheranno perdite elettrostatiche e capacità parassite. Di conseguenza forniranno tensioni operative e corrente di pilotaggio eccezionali. I nostri telefonini saranno più potenti, veloci e richiederanno consumi ridotti di energia.

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I circuiti di prova realizzati dai ricercatori hanno dimostrato una riduzione di circa il 50% della capacità di gate rispetto alla progettazione orizzontale. IBM e Samsung stimano che i transistor VTFET daranno vita a processori che potranno essere due volte più veloci di quelli attuali.

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In più questi nuovi semiconduttori potranno usare l’85% in meno di energia rispetto ai processori FinFET.