In occasione della conferenza IEDM tenutasi a San Francisco, Samsung e IBM hanno annunciato una grossa novità che riguarda il futuro dei chip a 1 nm. Quando si parla di realizzazione dei semiconduttori, parlare di “nanometri” significa fare riferimento al loro processo produttivo. Sin dalla loro creazione, i chipmaker hanno messo in atto tecnologie sempre più raffinate e avanzate per ridurre le dimensioni dei transistor. Questo perché più un transistor è piccolo, più è piccolo lo spazio che gli elettroni che scorrono al loro interno devono attraversare. Ciò significa sia un aumento delle prestazioni, potendone effettuare di più in minor tempo, sia un miglioramento dell'efficienza e della gestione delle temperature.
Se si volesse stilare una cronistoria in tal senso, si potrebbe partire dai chip PMOS/NMOS a 20.000 nm del 1960 arrivando agli attuali chip a 4 nm di TSMC e Samsung nel 2021. Ma cosa sono esattamente questi “nanometri”? Fino a qualche anno fa, erano l'unità di misura che indicava la lunghezza del gate, cioè quel pezzo del transistor che controlla il flusso degli elettroni. Riducendone la lunghezza (in nm) su un piano bidimensionale, si potevano così rimpicciolire i transistor e ottenere chip più piccoli ma più potenti. Con l'avvento dei chip FinFET negli anni 2000, i transistor hanno assunto forme più tridimensionali, permettendo ai chip di essere ulteriormente ridotti.
Samsung e IBM annunciano la tecnologia per la creazione dei chip a 1 nm
Arriviamo così a oggi, con Samsung e IBM che annunciano la nuova tecnologia VTFET, acronimo che sta per Vertical Transport Field Effect Transistor. Questa tecnica consiste nel disporre i transistor non più in orizzontale con la corrente che passa da lato a lato, bensì in verticale, messi in perpendicolare l'uno con l'altro e uno scorrimento elettrico in verticale. Questo tipo di impilamento permette di aggirare le limitazioni fisiche enunciate nella legge di Moore, realizzando chip a 1 nm con un maggiore flusso di corrente e minore spreco energetico. Secondo le prime stime, i processori VTFET avranno il doppio della potenza ma utilizzando l'85% di energia in meno.
I risultati sarebbero miracolosi, con IBM e Samsung che affermano che un chip del genere su uno smartphone significherebbe un'efficienza tale da permettergli una settimana di autonomia. Ma a beneficiarne sarebbero anche altri settori come il mining delle criptovalute, permettendone l'esecuzione con un impatto sull'ambiente molto minore rispetto ad adesso.
Per il momento, però, non sappiamo ancora quando vedremo al debutto questi chip a 1 nm. Né Samsung né IBM si sono sbilanciate nel dare tempistiche, anche se sappiamo che la rivale Intel sta lavorando per portare il suo processo Intel 20A a 1 nm per la fine del 2024.
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