Cuando cumplió 50 años, la Ley de Moore empezó a tambalearse, pero tecnologías como FinFET permitieron reducir el tamaño de los transistores para mantenerla en funcionamiento. Ahora Intel ha presentado una serie de novedades con el objetivo de “impulsar” la Ley de Moore más allá de 2025.
Estas innovaciones, anunciadas por el Grupo de Investigación de Componentes de Intel en el IEDM 2021, se centran en tres áreas: 1) tecnologías de escalado para desarrollar más transistores en el futuro; 2) nuevas capacidades en los procesadores para mejorar su potencia y memoria; y 3) la exploración de nuevos conceptos de física para revolucionar la computación. Traducidas desde el lenguaje del marketing, estas áreas implican:
1. Nuevas tecnologías de apilamiento 3D de los procesadores. Intel quiere multiplicar por 10 la densidad de interconexión en el empaquetado de sus chips con tecnologías como Foveros Direct, que permite realizar interconexiones de unión híbrida de menos de 10 micras. La compañía ha propuesto a la industria establecer nuevos estándares para facilitar la interconexión entre chips.
Intel propone dejar atrás la era FinFET implementando RibbonFET como nueva arquitectura de transistor, y adoptando un enfoque de apilamiento de transistores múltiples para que quepan más por milímetro cuadrado. Haciendo que los transistores crezcan hacia arriba, la compañía pretende ganar un 30-50% de margen en el escalado lógico que mantiene viva la Ley de Moore.
Por último, Intel está investigando nuevos materiales de “tan solo unos átomos de grosor” para dejar de hablar de nanómetros y empezar a hablar de ángstroms; es decir, transistores mucho más pequeños. Pero esta posibilidad de superar las limitaciones del silicio no se espera hasta la próxima década.
2. Nuevas tecnologías de alimentación basadas en GaN. El nitruro de galio puede operar a temperaturas y niveles de potencia extremadamente altos, lo que lleva a un suministro de energía de baja pérdida y procesadores más rápidos. Combinado con CMOS de silicio en una oblea de 300 mm, se consiguen memorias más eficientes y se reducen componentes y espacio en la placa base.
Un avance relacionado es la utilización de nuevos materiales ferroeléctricos en memorias DRAM. Una capacidad de lectura/escritura de menor latencia permitirá hacer frente a la creciente complejidad de juegos y programas de inteligencia artificial.
3. Nuevas investigaciones en computación cuántica basada en transistores de silicio. Intel estudia la opción de sustituir los clásicos transistores MOSFET con la aplicación de esta nueva física. Sus investigadores acaban de mostrar un dispositivo lógico magnetoeléctrico de espín-órbita (MESO) a temperatura ambiente, y están avanzando en la investigación de materiales espintrónicos para conseguir un dispositivo de espín-órbita totalmente funcional.
Intel presentó en el pasado Tangle Lake, un procesador cuántico superconductor que empaqueta 49 qubits y que se fabrica en una de sus líneas convencionales de obleas de 300 milímetros. La compañía ha presentado los flujos de proceso para una computación cuántica escalable que sea compatible con la fabricación de CMOS actuales.