Intel tendrá CPUs con 1 billón de transistores en el año 2030

Intel anunció este fin de semana, durante la International Electron Devices Meeting de este año (IEDM 2022) sus próximos avances en transistores. Este anuncio llegó en el día en el que el transistor cumple su 75 aniversario, y está relacionado con ser capaces de crear procesadores con 1 billón de transistores bajo un mismo empaquetado. Como referencia, un Intel Core i9-13900K se mueve en 14.200 millones de transistores (vs 1.000.000.000.000). Como referencia en GPUs, el chip NVIDIA A102 de la RTX 4090 tiene 76.300 millones de transistores.

Los investigadores de Intel han presentado así sus avances en la tecnología de encapsulado 3D con una mejora de 10 veces en la densidad; nuevos materiales para el escalado de transistores 2D más allá del diseño RibbonFET, incluyendo un material superfino de solo 3 átomos de grosor; nuevas posibilidades en eficiencia energética y memoria para una informática de mayor rendimiento; y avances para la informática cuántica.

Intel presenta nuevas tecnologías para fabricar chips con 1 billón de transistores

Como breve resumen, para alcanzar esta densidad de transistores, la compañía ha empleado nuevos materiales con apenas 3 átomos de grosor. Tenemos un nuevo diseño para apilar transistores GAA en vertical, y una memoria que se puede apilar verticalmente sobre los transistores. Por no hablar de unos transistores que retienen la información incluso cuando se corta la energía.

"75 años después de la invención del transistor, la innovación que impulsa la Ley de Moore sigue haciendo frente a la demanda mundial de informática, que aumenta exponencialmente. En la IEDM 2022, Intel está mostrando tanto la visión de futuro como los avances concretos en investigación necesarios para romper las barreras actuales y futuras, dar respuesta a esta insaciable demanda y mantener viva la Ley de Moore durante los próximos años". Dijo Gary Patton, vicepresidente y gerente general de Investigación de Componentes y Habilitación de Diseño de Intel.

Toda la tecnología necesaria para alcanzar el billón de transistores

Intel busca materiales "2D" superfinos para poder colocar más transistores en un solo chip:

• Intel demostró una estructura de nanoplaca apilada con una puerta alrededor utilizando un canal 2D con un material de 3 átomos de grosor. Esto al tiempo que conseguía una conmutación casi ideal de los transistores en una estructura de doble puerta a temperatura ambiente con una baja fuga de corriente. Se tratan de dos avances clave necesarios para apilar transistores GAA
  y superar los límites fundamentales del silicio.
• Los investigadores también revelaron el primer análisis exhaustivo de las topologías de contacto eléctrico con materiales 2D que podría allanar aún más el camino hacia canales de transistores de alto rendimiento y escalables.

Nuevas posibilidades de eficiencia energética y memoria para una informática de mayor rendimiento:

• Para utilizar el área del chip de forma más eficaz, Intel redefine el escalado desarrollando una memoria que puede colocarse verticalmente sobre los transistores. En un hito del sector, Intel demuestra condensadores ferroeléctricos apilados que igualan el rendimiento de los condensadores ferroeléctricos de zanja convencionales y pueden utilizarse para construir FeRAM en un dado lógico.
• Un modelo a nivel de dispositivo, pionero en la industria, captura las fases mixtas y los defectos para mejorar los dispositivos ferroeléctricos de hafnio. Esto supone un importante avance para desarrollar nuevas memorias y transistores ferroeléctricos.
• Intel está construyendo un camino viable hacia las obleas de 300 milímetros de GaN sobre silicio. Los avances de Intel en esta área demuestran una ganancia de 20 veces sobre el GaN estándar de la industria y establece una cifra récord de la industria para la entrega de energía de alto rendimiento.
• Intel está logrando avances en tecnologías de gran eficiencia energética. En concreto con transistores que no se olvidan, reteniendo los datos incluso cuando la energía está apagada. Los investigadores de Intel ya han roto dos de las tres barreras que impiden que la tecnología sea totalmente viable y operativa a temperatura ambiente.