Peter Clarke
EE Times Asia
Возвращаясь в эпоху электромеханических вычислительных устройств двадцатого столетия, IBM и STMicroelectronics ведут совместную работу по созданию маломощных процессоров на основе наноразмерных механических реле.
Сочтя эту идею заслуживающей внимания, Еврокомиссия назначила отделение IBM Research – Zurich ответственным за координацию и выполнение проекта, конечной целью которого должна стать разработка совместимой с КМОП процессом технологии изготовления логических элементов, основанных на наноразмерных реле. Преимуществом таких устройств будет значительно меньшая мощность, потребляемая в выключенном состоянии, так как токи утечки будут существенно снижены.
 |
| Механическое реле в качестве замены транзистора. (Фото NEMIAC) |
Наряду с IBM и STMicroelectronics в работах принимают участие академические исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария), Королевского Технологического института (Швеция), а также университетов Бристоля и Ланкастера.
Бюджет совместного трехлетнего исследовательского проекта составляет 3.96 млн. евро, из которых 2.44 млн. выделены Европейской комиссией.
Актуальность исследований продиктована тем, что вследствие миниатюризации транзисторов потери мощности, обусловленные токами утечки, сравнялись с активной мощностью потребления, что стало препятствием на пути многих динамично развивающихся приложений, таких, как узлы автономных датчиков, беспроводная связь и мобильные вычисления.
Проект NEMIAC (Nano-Electro-Mechanical Integration And Computation – Нано-электромеханические интегральные схемы и вычисления) нацелен на развитие технологических процессов, получивших название NEMS (nano-electromechanical switches – нано-электромеханические переключатели), предназначенных для создания элементной базой перспективных встроенных систем путем объединения 3D и КМОП узлов в одной микросхеме. Исследователям предложено доказать, что разрабатываемая технология, в сравнении с традиционным КМОП процессом, позволит улучшить энергоэффективность приборов без ущерба для остальных характеристик. Кроме того, как ожидается, новые устройства будут отличаться повышенной радиационной стойкостью и расширенным диапазоном рабочих температур.
Предполагается, что площадь реле не превысит 3 × 3 мкм, а время переключения составит порядка 10 нс. До перехода к коммерческому внедрению новой технологии ученым предстоит решить очень важную задачу, предоставив убедительные доказательства надежности нано-реле и их способности выдерживать миллиарды переключений.
В рамках проекта планируется создать ряд цифровых логических устройств, демонстрирующих возможности использования инновационной архитектуры для маломощных приложений.
Параллельно будут разрабатываться методики проектирования и моделирования для формирования пространства проектных параметров и оценки возможностей небольшого микропроцессора.
