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- ELETTRONICA OGGI 450 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2015
TECH INSIGHT
MICRO
S
ono i laboratori Intel i
protagonisti
dell’evo-
luzione dei moderni chip e
dopo i 22 nm da poco con-
quistati sulla larghezza di
riga minima indispensabile a
far funzionare i transistor nei
wafer di silicio stanno già
annunciando i nuovi proces-
sori disegnati a 14 nm, ag-
giudicandosi il merito di un
nuovo passo avanti dell’e-
lettronica. In pratica, hanno
perfezionato quanto appreso
nello sviluppo dei transistor
TriGate da 22 nm per im-
plementare tecniche di lito-
grafia ancor più sofisticate
e restringere ulteriormente
la larghezza del canale di
conduzione a 14 nm a fronte
di un altro suo significativo
innalzamento sopra-die. Ciò
significa che la forma tridi-
mensionale del transistor
cresce in verticale rispetto
al supporto planare ma con
un volume complessivamen-
te occupato che diminuisce
e permette di aumentare la
densità di componenti attivi
disegnabili nei wafer. Ricor-
diamo che l’innovazione in-
trodotta dai laboratori Intel
nel 2012 con la tecnologia
TriGate si basa sull’idea di
non scavare più collettore
ed emettitore dentro l’ossido
ma costruirli sopra all’ossido
insieme al canale di condu-
zione che li collega e poi al
di sopra di questo la base.
Precisamente, sul substra-
to planare troviamo prima il
canale di conduzione fra col-
lettore ed emettitore e al di
sopra, di traverso, una base
molto grande che lo circon-
da nelle tre superfici libere
oltre a quella appoggiata al
die. In questo modo, oltre a
diminuire di sezione la zona
del canale all’incrocio con la
base diventa ancora più cor-
ta pur essendo controllata
con la stessa potenza e così
non solo si abbattono la resi-
stenza di conduzione e la ca-
pacità parassita tipicamente
ivi presenti ma si attenuano
molto i fenomeni quantistici
legati alle dimensioni na-
nometriche che altrimenti
cercherebbero di portare il
canale all’interdizione.
Generalmente,
applican-
do tensione alla base di un
transistor si attirano elettro-
ni nel canale che da zona
svuotata diventa conduttiva
e permette il passaggio di
una corrente proporzionale
alla differenza fra la tensione
applicata e la tensione di so-
glia e anche alla sezione (lar-
ghezza x altezza) da attra-
versare nel canale. Tuttavia
questo comportamento pre-
vale fintanto che le dimen-
sioni si aggirano sul centi-
naio di nanometri e possono
considerarsi grandi rispetto
a quelle inferiori di almeno
un ordine di grandezza nelle
quali gli effetti quantistici di-
ventano non trascurabili. Ciò
si deve al fatto che alla deci-
na di nm la densità del cam-
po elettrico può diventare
così elevata da alzare il livel-
lo di energia degli elettroni al
punto di farli fuoriuscire dal
Micro avanzati dai 22 ai 14 nm
Lucio Pellizzari
La nuova famiglia dei processori Skylake in geometria
di riga da 14 nm mostra i sorprendenti passi
avanti conseguiti nella gestione termica dei chip
Fig. 1 – La novità introdotta da Intel nei suoi transistor consiste
nell’innalzamento sopra-die del canale di conduzione fra collettore ed
emettitore e nel suo innesto attraverso una base di grandi dimensioni
Fig. 2 – Le sezioni dei canali di conduzione sopra-die si restringono e si
alzano da 22x34 nma 14x42 nmmentre si abbatte la dissipazione termi-
ca e ciò consente di aumentare la densità dei transistor sul die