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AMD will Transistoren auf 45 Nanometer eindampfen

Neue Transistorentwicklung kommt schnelleren Prozessoren zugute

Auf dem IEEE International Electron Devices Meeting 2003 (IEDM) in Washington, DC, gab AMD weitere Details seiner SOI-Transistorentwicklung (Silicon-on- Insulator) der nächsten Generation bekannt. AMDs neue Transistorentwicklung soll viele der Herausforderungen überwinden, denen die Halbleiterbranche bei 45-nm-Technologiegenerationen gegenübersteht. Ein Nanometer (nm) ist der milliardste Teil eines Meters.

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"Dieser SOI-Transistor der nächsten Generation vereint auf einzigartige Weise mehrere von AMDs bedeutendsten Innovationen in einem Design. Dieses wichtige Ziel haben wir im Rahmen unserer Forschungsarbeiten erreicht, um den Anforderungen unserer Kunden nach Prozessoren mit niedrigerer Verlustleistung und höherer Leistung heute und in Zukunft gerecht zu werden", so Craig Sander, AMDs Vice President Process Technology Development.

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Bei der Verkleinerung der Transistorgeometrien entstehen bei jeder neuen Technologiegeneration zusätzliche Herausforderungen. Dabei ist die Reduzierung des Leckstromes im ausgeschalteten Zustand des Transistors nur ein Problem. Ebenso wichtig sei die Maximierung des Stromflusses im eingeschalteten Zustand des Transistors, so Ming-Ren Lin, von AMD. "Während sich die Forschungsarbeiten anderer Unternehmen mit diesen Problemen meist auf individueller Basis beschäftigen, adressiert AMDs Konzept alle Herausforderungen als integriertes Ganzes."

Der Branchen-Fahrplan für die Strukturverkleinerung (International Technology Roadmap for Semiconductors) prognostiziert, dass die effektiven Gate-Längen von Transistor-Gates, die primären, für das Ein- und Ausschalten des Stromflusses zuständigen Bestandteile eines Transistors, bis auf 20 nm verkleinert werden müssen, um die gewünschten Leistungsvorgaben bei der 45-nm-Generation zu erfüllen. Die kleinsten Gate-Längen von AMDs leistungsfähigsten Mikroprozessoren betragen derzeit etwa 50 nm.

"Die ehrgeizige Verkleinerung der Transistor-Gates ist entscheidend, um ständig höhere Transistorleistungen zu erzielen. Dieser Trend wird auch in Zukunft anhalten", so Lin.

Während heutige Transistoren lediglich mit einem Gate ausgestattet sind, nutzt AMDs neue Transistorentwicklung drei Gates. Darüber hinaus beinhaltet das neue Transistordesign mehrere Innovationen, die eine kontinuierliche Skalierung der Transistor-Gates bis auf 20 nm und darunter ermöglichen. Zugleich arbeitet die neue Transistorentwicklung mit höheren Frequenzen als bisherige Transistoren sowie mit niedrigeren Leckströmen, berichtete der Halbleiterhersteller stolz. Ferner kommte AMDs neuer Transistor ohne so genannte "High-k"-Gate-Dielektrika aus. Bei diesen konnten negative Einflüsse auf die Transistorleistung nachgewiesen werden, sagte AMD.

"Bei unserer Transistorentwicklung greifen wir auf ein strukturelles Konzept zurück und setzen konventionelle Materialien in einer völlig neuen Weise ein, um eine bereits demonstrierte Lösung mit 20-nm-Gate-Abmessungen zu realisieren. Diese Art von Innovation ist nötig, um Technologiefortschritte weit in die nächste Dekade hinein zu erzielen", so Lin.

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