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EON

EWS

616

- FEBBRAIO 2018

ERZA

AGINA

legge di Moore almeno fino al

raggiungimento del nodo dei 5

nm, in questa fase di transizio-

ne verso un’era post-Moore as-

sumono sempre più importan-

za i progressi nell’architettura

di processori e memorie, nello

stacking e packaging dei circu-

iti integrati e nell’ottimizzazione

di set di istruzioni e software.

La strada maestra verso i 5

nanometri sembra essere quel-

la dell’ultravioletto estremo: la

litografia EUV, in continuo svi-

luppo da due decenni oramai,

dovrebbe permette la realiz-

Per lungo tempo, i produttori

di circuiti integrati sono stati in

grado di incrementare espo-

nenzialmente le prestazioni

dei propri prodotti affinando i

processi per consentire una

più spinta miniaturizzazione dei

dispositivi a semiconduttore. Il

progresso tecnologico è stato

scandito con sostanziale rego-

larità dalle leggi esponenziali di

Moore (raddoppio della densità

dei transistor su chip ogni di-

ciotto mesi) e di Dennard (co-

stanza della potenza dissipata

con l’incremento di densità dei

dispositivi), ma con l’avvicinarsi

dei limiti fisici è stato necessario

ritoccare al ribasso i coefficien-

ti delle rispettive dipendenze

esponenziali. E se per la legge

di Moore si è passati prima a

un raddoppio della densità ogni

due-tre anni e successivamen-

te ogni quattro, per la legge

di Dennard si è praticamente

giunti ad un arresto una decina

di anni fa con la conseguente

emersione del fenomeno del

‘silicio oscuro’.

Alla dilatazione dei tempi ne-

cessari per passare da un nodo

all’altro si è inoltre andato asso-

ciando un incremento dei costi

tale da mettere in dubbio il ritor-

no degli investimenti se non per

le applicazioni più remunerative

e specialistiche.

E se da un lato la miniaturiz-

zazione dei dispositivi potrà

proseguire in osservanza della

zazione di sistemi a10 nm e 7

nm nel corso dei prossimi anni,

ma potrà rivelarsi determinan-

te per il passaggio a 5 nm solo

dopo che verranno risolti i pro-

blemi con i difetti nel photore-

sist per questo nodo. All’ultimo

Industry Strategy Symposium

tenuto da

SEMI

lo scorso gen-

naio,

ASML

ha reso noto di

aver consegnato dieci impian-

ti EUV nel 2017 e di doverne

consegnare almeno altri venti

nel corso di quest’anno, con

altri 70 previsti per il biennio

successivo. A partire da

Glo-

balFoundries

, i principali pro-

duttori di circuiti integrati han-

no investito nell’ultravioletto,

con

Samsung

TMSC

che

potrebbero usare l’EUV per

ridurre il numero di maschere

dei processi FinFET a 5 nm

previsti (forse troppo ottimisti-

camente) per la fine del 2019,

mentre Intel lo impiegherà per

migliorare il rendimento del

processo a 10 nm. Per far fron-

te al rallentamento del tasso di

miniaturizzazione dei dispositi-

vi, la progettazione dei sistemi

integrati si sta orientando verso

lo sviluppo di architetture spe-

cializzate per dominio di appli-

cazione. I grandi ‘consumatori’

di IC (

Apple, Amazon, Cisco,

Google

...) dispongono oggi

delle risorse e delle infrastrut-

ture necessarie a una proget-

tazione in-house e non esitano

a produrre soluzioni dedicate

di intelligenza artificiale, net-

working, storage atte a risol-

vere problematiche specifiche

del proprio settore applicativo.

E così, dopo che il processore

general purpose ha soppian-

tato le architetture dedicate

degli albori del computing,

si sta ritornando a una era di

eterogeneità caratterizzata da

sviluppo verticale in aziende

che producono soluzioni ‘appli-

cation specific’ che vanno dal

chip al software applicativo.

Nel prossimo futuro ci potran-

no essere variazioni sul tema

FinFET, con il ricorso a struttu-

re di spiccata natura quantisti-

ca come i nanofili, e alla messa

a punto di nuove modalità di in-

terfacciamento tra processori e

memorie, ma guardando oltre,

prima di poter vedere un’altra

era di incrementi prestazionali

esponenziali come quella spe-

rimentata nella seconda metà

del secolo scorso, sarà neces-

sario un vero e proprio cambio

di paradigma nella tecnologia

dei dispositivi. Difficile, se non

impossibile, prevedere oggi se

tra vent’anni i settori più avan-

zati si baseranno su calcolatori

quantistici, spintronica o elet-

tronica molecolare, ma su un

punto pare esserci accordo:

sarà qualcosa di completa-

mente diverso dalla tecnologia

attuale.

Il rallentamento del tasso

di miniaturizzazione dei

dispositivi comporta nuove

sfide tecnologiche per i

produttori di circuiti integrati

ASSIMO

IUSSANI

Oltre Moore

e Dennard...