di Marco Milano
Si chiama Tri-Gate, promette di rivoluzionare uno dei componenti base e storici della moderna elettronica, il transistor. Ad annunciare la realizzazione del nuovo chip è Intel– il colosso leader nella produzione di semiconduttori di Santa Clara – che aveva in cantiere questo progetto dal 2002. Un transitore classico è un dispositivo a semiconduttore, utilizzato nei circuiti elettronici come amplificatore o interruttore di corrente. Dopo la realizzazione del primo prototipo nei Bell Labs per mano di William Shockley, John Bardeen e Walter Brattain, nel 1947, al transistor è spesso associata l’immagine della prima rivoluzione elettronica, ad esempio con le prime radio AM degli anni ’50. ‘Base’, “Emettitore” e “Collettore” sono le tre giunzioni a semiconduttore alla base del funzionamento di un transistor, ingegnerizzati nel dispositivo in orizzontale, in due dimensioni.
Nel caso del Tri-Gate, l’innovazione consiste in una struttura 3D, un’alternativa alla classica struttura planare bidimensionale finora largamente usata dalla stessa Intel e presente in qualsiasi apparecchio o sistema di consumo che faccia uso di elettronica. In questi chip i terminali delle tre giunzioni non sono più orizzontali, ma si estendono in altezza, verticalmente, attraverso un’aletta di silicio sottile sul substrato di silicio. La corrente che attraversa il dispositivo viene controllata ai lati dell’ ‘aletta’, a differenza dei vecchi transistor piatti dove la corrente viene gestita solo nella parte superiore dei terminali. L’effetto di questa differenza nell’architettura del Tri-Gate è l’ottimizzazione del flusso di corrente per i due stati di accensione/spegnimento del transistori: si massimizza il flusso per la prestazione “on”, il più possibile vicino allo zero per l’ “off”. I Tri-Gate permettono ai chip, inoltre, di operare a una tensione inferiore e con una minore dispersione di elettricità. Questo vuol dire, in sostanza, aumentare l’efficienza energetica. Secondo Intel, infatti, le prestazioni a bassa tensione migliorano fino al 37% rispetto ai transistor piani, rendendo i Tri-Gate ideali per applicazioni in dispositivi mobili, che richiedono meno energia per l’attivazione e la disattivazione delle funzionalità. I 22 nm (un nanometro equivale a un milionesimo di millimetro) consente una riduzione dei consumi fino al 50% a fronte dei 32 nm dei chip CPU tradizionali.
Al di là delle novità tecnologiche che possono suscitare inevitabile e immediato interesse di ingegneri elettronici, fisici e scienziati dei materiali, i ricercatori della Intel hanno in qualche modo “Reinventato ancora una volta il transistor, questa volta utilizzando la terza dimensione, con la possibilità di creare straordinari dispositivi in grado di cambiare il mondo” – come ha dichiarato Paul Otellini, presidente della multinazionale. In questo modo verrà confermata ancora la Legge di Moore, che venne enunciata dal cofondatore di Intel nel 1968, secondo la quale le prestazioni dei processori e la densità di transistor ad esso relativi, raddoppia ogni 2 anni circa, aumentando le funzionalità e prestazioni degli apparecchi elettronici. Questa nuova architettura, denominata Ivy Bridge, vedrà la nascita di una nuova generazione di processori Intel, contribuendo a migliorare in modo determinante le applicazioni portatili, quali i notebook, gli smartphone e i tablet. L’obiettivo è estendere il più possibile la durata media dei chip in silicio, aprendo la strada ai processori funzionanti con 1 miliardo e oltre di transistor. La produzione dei Tri-Gate potrà passare per i normali processi litografici usati oggi per altri dispositivi e chip integrati, con un primo stock previsto entro l’anno.
Tuttavia, bisognerà forse aspettare che il mercato dei chip tradizionali raggiunga un livello di saturazione, aspettando una conferma delle potenzialità tecnologiche dei Ttri-Gate. E, anche, per dare il tempo ai concorrenti di Intel di preparare delle contromosse.
