Nové trendy polovodičových součástek - pohledem začátku roku 2005 Jan Vobecký Katedra mikroelektroniky, FEL - ČVUT v Praze Technická 2, 166 27 Praha 6, vobecky@fel.cvut.cz 1. Úvod Letos je tomu čtyřicet let, co Gordon Moore (Fairchild 1957, Intel 1968) prezentoval na základě svého několikaletého pozorování rostoucího počtu tranzistorů na čipu integrovaného obvodu předpověď dalšího vývoje slovy: „Počet tranzistorů v integrovaném obvodu se bude zdvojnásobovat v pravidelných intervalech a tak by to mohlo pokračovat až kam oko dohlédne“. Tento výrok platí s intervalem upraveným na 18 měsíců dodnes a nazývá se Mooreův zákon. V elektronice se uplatňuje v číslicových integrovaných obvodech (IO), jako jsou polovodičové paměti a mikroprocesory, jejichž výkon je odrazem hustoty integrace (Obr.1). 1970 1980 1990 2000 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 4004 Mikroprocesory Intel Paměti Itanium 2 Pentium II Itanium Pentium 4 Pentium III 8080 Pentium 80486 80386 80286 8086 8008 Tranzistorů na čipu Rok Obr.1: Znázornění Mooreova zákona s využitím mikroprocesorů společnosti Intel. Většina osobností světové vědy a průmyslu se shoduje na tom, že nejdůležitějšími technologiemi uplynulých čtyřiceti let jsou tranzistor (resp. integrovaný obvod), počítač a internet [1]. Za největší překvapení pak považují rychlost vývoje těchto technologií, která odpovídá Mooreovu zákonu, a to prakticky ve všech odvětvích souvisejících s vývojem moderních technologií. Protože tempo růstu dané Mooreovým zákonem je exponenciální funkce, je i pro odborníky zarážející, že se toto tempo dokázalo udržet celých 40 let. Vývoj nových technologií IO ukazuje, že se udrží minimálně po dobu dalších 10 let. Dosavadní vývoj tedy ukazuje, že vše podstatné se točí kolem tranzistoru. Chceme-li probrat současné trendy vývoje polovodičových součástek, je pak tranzistor logickým předmětem další diskuse. Zvyšování výkonu integrovaných obvodů je možné dosáhnout nejen zmenšováním rozměrů tranzistoru podle obr. 1, ale také volbou materiálů s výhodnějšími