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Il primo chip funzionante a 7nm è di IBM

IBM la prima realt capace di superare concretamente la barriera della produzione a 10 nanometri con la realizzazione dei primi chip funzionanti a 7nm: il risultato stato raggiunto grazie
al lavoro di sviluppo dei ricercatori di Big Blue assieme al College of Nanoscale Science and Engineering del SUNY Polytechnic Institute e con la partnership pubblica-privata di IBM con lo Stato di New York e la collaborazione di sviluppo congiunta con Globalfoundries e Samsung. E' opportuno sottolineare l'importanza del traguardo raggiunto da IBM: si tratta del primo chip operativo ad essere realizzato con un prodocesso inferiore ai 10 nanometri ed il primo chip commercialmente proponibile che fa uso di silicio-germanio come materiale per il canale e prodotto con litografia EUV. Lo sviluppo di un processo produttivo e di chip a 7 nanometri ha rappresentato e continua a rappresentare una sfida particolarmente avvincente nel panorama dei semiconduttori. I problemi di leakage e di degrado prestazionale che si presentano sempre al momento del passaggio ad un nodo produttivo pi affinato, si sono infatti rivelati pi ostici che mai con l'avvicinamento ai 7 nanometri. Il chip di prova, pienamente operativo, stato realizzato grazie all'impiego della lega silicio-germanio (SiGe) per la costruzione del canale del transistor e con l'integrazione delle tecniche di EUV (Extreme Ultraviolet Litography) a pi livelli. Le tecniche impiegate da IBM hanno consentito di ottenere miglioramenti del 50% rispetto alla pi avanzata tecnologia a 10 nanometri oggi disponibile. IBM e SUNY Poly hanno stretto una partnership di successo, riconosciuta a livello internazionale presso il NanoTech Complex di Albany, del valore di molti miliardi di dollari, il cui programma Center for Semiconductor Research (CSR) dellistituto, del valore di 500 milioni di dollari, coinvolge anche le societ leader mondiali nel campo della nanoelettronica. Il CSR un programma di collaborazione congiunto, multi-fase e a lungo termine dedicato ad attivit di Ricerca e Sviluppo per la tecnologia dei chip che offre anche borse di studio e borse di ricerca agli studenti presso luniversit per contribuire allevoluzione della nanotecnologia. I transistor del nuovo chip sono di tipo FinFET, con una importante differenza rispetto ai transistor FinFET che possibile trovare ora sul mercato: il canale infatti realizzato con una lega di silicio-germanio invece che semplice silicio. La lega SiGe ha una mobilit elettronica superiore a quella del silicio, una caratteristica sicuramente opportuna per i transistor di piccole dimensioni. La distanza tra due nuclei di silicio di circa 0,5 nanometri: con il gate che si riduce (a circa 7 nanometri, come in questo caso) il canale diviene cos piccolo che i soli atomi di silicio non sono in grado di trasportare sufficiente corrente. L'aggiunta del germanio innalza la mobilit elettronica al punto di consentire il passaggio dell'adeguata quantit di corrente. Questo genere di problema si verifica al di sotto dei 10 nanometri, motivo per il quale lecito attendersi che Intel e TSMC adottino soluzioni simili a quella ideata da IBM, Globalfoundries e Samsung all'interno della Common Platform alliance. Anche l'impiego della litografia all'ultravioletto estremo, tecnica che fino ad ora si mostrata piuttosto costosa pur a fronte dei benefici ottenibili, un passo molto importante. Semplificando il discorso, con la riduzione delle dimensioni dei chip e dei loro elementi funzionali, necessario un raggio di luce sempre pi piccolo per incidere questi elementi e la circuiteria logica in maniera accurata. E' possibile posticipare il raggiungimento del limite fisico della litografia convenzionale adottando tecniche di patterning multiplo. Attualmente le tecnologie pi avanzate per la fotolitografia prevedono l'impiego di un laser al fluoruro di argon, la cui radiazione luminosa ha una lunghezza d'onda di 193 nanometri: sono necessari vari processi e vari elementi ottici per poter usare questo raggio luminoso per incidere caratteristiche a 14 nanometri. La radiazione Ultravioletta Estrema ha invece una lunghezza d'onda di 13,5 nanometri che pu pertanto essere facilmente impiegata allo scopo di incidere caratteristiche al di sotto dei 10 nanometri. Attualmente Intel, TSMC, GlobalFoundries e Samsung stanno tutti preparandosi per proporre soluzioni commerciali realizzate con processo a 10 nanometri. E' difficile, pertanto, ipotizzare quando la tecnologia a 7 nanometri arriver effettivamente sul mercato, anche se i segnali provenienti dal settore dei semiconduttori fanno supporre una finestra temporale indicativa per il 2017/2018. Intel attualmente sta incontrando qualche problemino con l'avvio della produzione a 10 nanometri, come suggerisce la decisione di posticipare il debutto dei processori Cannonlake: se IBM e partner dovessero arrivare effettivamente sul mercato con i 10nm e i 7nm con relativa facilit, il predominio di Intel sulle tecnologie produttive potrebbe iniziare ad essere messo in discussione.

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