ムーアの法則はどこまで押し進められるのでしょうか?プロセッサのプロセスノードがほぼ無限小に近づくにつれ、これは懸念すべき問題になり始めています。
インテルの14ナノメートルBroadwellチップは長期にわたる遅延に見舞われ、インテル自慢のチクタク製造スケジュールに支障をきたしました。AMDとNVIDIAのグラフィックプロセッサを製造しているTSMCは、長年28nmノードで停滞しています。インテルは2017年に10nmプロセスへの移行を計画していますが、IBMはそれよりも先を見据え、世界初となる7nmプロセスで動作するプロセッサを発表しました。しかし、そこに到達するまでにはかなり特殊な製造技術が必要でした。
IBMは、実用的な7nmチップの開発には、純粋なシリコンの限界を超える必要があると明らかにした。IBMは、GlobalFoundries、Samsung、SUNY Polytechnic Instituteなどと協力し、7nmチップのような微細プロセスにおける電子移動度を向上させるため、シリコンゲルマニウム(SiGe)合金からトランジスタチャネルを削り出した。Intelもまた、10nmが純粋なシリコンチップの最後の挑戦になると述べている。
IBMをはじめとする企業は、チップに微細なパターンを刻み込むために最先端のリソグラフィー技術に頼らざるを得ませんでした。両社は、インテルも長年にわたり多額の投資を行ってきた極端紫外線(EUV)リソグラフィーを活用しました。EUVの詳細は複雑ですが、基本的には、既存のリソグラフィー装置よりもはるかに狭い波長(つまり、幅)を持つ光線です。7nmプロセスで製造されるチップを開発する際に、より小型のパターン刻み装置に移行することのメリットは明らかです。
ダリル・バウティスタ/IBM同コンソーシアムは、30nmのトランジスタピッチでチップを驚くほど高密度に積み重ねることにも成功し、これにより、今日の最高級チップに比べて表面積を約50パーセント削減することができました。
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7nm SiGeチップはまだ量産段階には程遠いですが、2017年頃に商用利用が承認されれば、IBMは、これらのプロセス改善により「次世代システムの消費電力と性能が少なくとも50%向上する」と発表しています。Ars Technicaは、IBMの7nmチップの製造プロセスに関する非常に詳細な記事を掲載しています。
しかし、これはまだそれほど印象的な数字ではありません。IBMは、業界が7nm製造技術を採用すれば、プロセッサに200億個という驚異的なトランジスタを搭載できるようになると述べています。比較すると、Intelの新しいBroadwell-Uプロセッサには「わずか」19億個のトランジスタが搭載されています。