Как стихла музыка, он «припарковал» транспортное средство у ближайшей ступеньки, взобрался на сцену и стал один за другим вынимать из карманов жилетки гаджеты, то есть маленькие электронные помощники - от цифровой камеры и мобильного коммуникатора до наладонного компьютера и наладонного же видеоплейера. Все это служило иллюстрацией повсеместному проникновению цифровых технологий, мобильных устройств и беспроводных коммуникаций в нашу жизнь не только в ближайшем будущем, но уже сейчас - ведь большинство из показанных Патриком приспособлений уже продаются в магазинах, и «продвинутые» участники нынешнего IDF стали тому прекрасным подтверждением.

Comm-puting

После этих занимательных пассажей Гелсингер рассказал о некоторых направлениях развития портативных цифровых систем будущего. «Мы убеждены, что повсеместное распространение передовых и экономичных полупроводниковых технологий откроет новую эпоху, в которой все компьютеры будут обеспечивать связь, а все коммуникационные устройства - выполнять вычисления», - заявил Гелсингер. Одним из ключевых вопросов в технике связи будущего является полная интеграция всех компонентов радиосвязи на одном чипе (пожалуй, только кроме антенны; прежде часть блоков выносилась за пределы основной микросхемы). Технология «полупроводникового радио» на базе КМОП-структур с пониженным энергопотреблением в ближайшие годы будет интегрирована в микросхемы Intel, в результате чего любое устройство с такой микросхемой наделяется функциями беспроводной связи. Опытные образцы подобных устройств уже созданы. Помочь тут может развитие технологии SiGe (кремний-германий), поскольку позволит создавать более высокочастотные чипы, чем на стандартном кремнии.

В течение следующего десятилетия корпорация Intel будет стараться полностью объединить вычислительные и коммуникационные системы, чтобы приблизить наступление эпохи простых в эксплуатации и обращении, недорогих электронных устройств. Для этого класса устройств даже вводится новый термин - Comm-puting, то есть объединение коммуникаций и вычислений.

Оптика вместо электричества

Другим важным направлением является развитие оптических технологий передачи данных между электронными чипами. Работы в этом направлении уже давно активно ведутся в Intel. В частности, Гелсингер продемонстрировал работу оптического канала передачи данных и подчеркнул, что большие возможности открывает использование настраиваемых (в относительно небольшом диапазоне частоты) полупроводниковых лазеров (диапазона 1500 нм), интегрированных в единой микросхеме с цифровыми и оптико-электронными коммуникационными устройствами. Позже, в беседе с узким кругом журналистов, Патрик еще раз подчеркнул огромный интерес, который корпорация проявляет к развитию оптических полупроводниковых технологий передачи данных, в частности, для связи между чипсетами на системной плате. Попутно напомню, что в области оптических полупроводниковых технологий у российской науки есть большой задел.

В целом, траектория развития кремниевых технологий на данный момент видится не столько как дальнейшее развитие существующих ныне подходов, сколько как их распространение на новые области - сенсоры, оптику, химическую и биотехнологию, беспроводную связь и даже механику. А полупроводниковые технологии, соединяющие в себе вычислительные и коммуникационные функции, призваны распространить действие закона Мура на такие области, как беспроводная и оптическая связь.

Нанотехнологии

Прекрасным логическим продолжением стал интереснейший доклад профессора Суньлин Чу (Sunlin Chou), генерального менеджера и старшего вице-президента компании Intel (группа технологии и производства). Он рассказал о нанотехнологиях, которые все активнее проникают в нашу жизнь и сулят огромные преимущества по сравнению с обычной микроэлектроникой. В частности, только применение нанотехнологий способно продолжить действие так называемого закона Мура на много лет вперед. Безусловно, Intel активно занимается исследованиями в области нанотехнологий. Коротко, нанотехнология - это весь спектр от нанометровых техпроцессов изготовления микросхем и атомарно тонких слоев материалов до углеродных нанотрубок и управления системами на уровне атомов.

Здесь среди научно-исследовательских и проектно-конструкторских разработок Intel в области новых полупроводниковых технологий, материалов и компоновки устройств, особого упоминания заслуживают литография с использованием жесткого ультрафиолетового излучения (EUV), новые диэлектрики для затворов транзисторов и транзисторные устройства в целом, а также такой новый материал, как оксид кремния в напряженном состоянии, который, начиная со следующего года, будет применяться в 90-нанометровом производственном процессе Intel.

«Углубленные исследования в области нанотехнологий и их финансирование - вот избранный нами путь, ведущий к расширению возможностей полупроводниковых устройств, - заявил Суньлин Чу. - Сейчас мы заняты проработкой долгосрочных вариантов обновления полупроводниковых технологий и расширения их масштабируемости с прицелом на следующее десятилетие».

Фактически, уже нынешние процессоры Intel Pentium 4 выпускаются с применением нанотехнологий, поскольку размер затвора транзисторов, изготовленных по 0,13-микронному техпроцессу, составляет всего 70 нанометров (область нанотехнологий на показанном профессором слайде [слева] лежит ниже 100 нм), а толщина подзатворного диэлектрика и того меньше - единицы нанометров. То есть размер современных транзисторов уже стал меньше, чем размер самых маленьких биологических объектов - вирусов (их диаметр около 100 нм)!

По прогнозам можно ожидать прихода литографического техпроцесса с технологическими нормами 10 нм уже в конце этого десятилетия. При этом предполагается использование литографии с жестким ультрафиолетовым излучением (EUV), которая уже сейчас находится на коммерческой фазе развития. В частности, были продемонстрированы 50-нанометровые линии, полученные при помощи такой литографии, а всем участникам Форума предлагался сувенир (слева вверху) в виде брелка с «кусочком будущего»: фрагментом EUVL-зеркала, содержащего восемьдесят чередующихся слоев молибдена (толщиной в десять атомарных слоев каждый) и кремния (по пятнадцать атомарных слоев каждый). Такое зеркало может эффективно отражать ультрафиолет с длиной волны 13,4 нм, что необходимо для техпроцесса следующего поколения.

Остановившись на одном из научно-исследовательских проектов Intel в области терагерцовых транзисторов (высокоскоростных транзисторах, намеченных к запуску в производство во второй половине текущего десятилетия), докладчик рассказал об экспериментальных разработках высокопроизводительных неплоских КМОП-транзисторов с тройным затвором (так называемых трехзатворных транзисторов). В отличие от современных «плоских» транзисторов, в устройствах нового типа будет применяться трехмерная архитектура, увеличивающая площадь поверхности затвора, что способствует наращиванию производительности и позволяет создавать высокоскоростные процессоры. Пока эти транзисторы нуждаются в серьезной доработке перед запуском их в производство.

Как отметил Суньлин Чу, специалисты Intel тесно сотрудничают с рядом университетов в сфере нанотехнологий, в числе которых - разработка углеродных нанотрубок и кремниевых нанопроводов, то есть проводниковых или полупроводниковых материалов: Intel рассчитывает приступить к их практическому применению в вычислительных устройствах не ранее, чем лет через десять. Тем не менее, на вопрос о перспективах использования углеродных нанотрубок для замены нынешних кремниевых транзисторов, профессор скептически заметил, что пока об этом рано говорить, поскольку остается неясным очень много вопросов: возможность формирования массива таких транзисторов и др. Таким образом, альтернативы традиционной кремниевой технологии на ближайшие годы не видно (за исключением SiGe).