IMEC roadmap: Sub-1nm chipontwikkeling en de toekomst van transistors

IMEC roadmap: sub-1nm chips pas na 2034 in massaproductie
© D. Novikov

Volgens de nieuwste roadmap van IMEC laten sub-1nm procestechnologieën nog tot 2034 op zich wachten. De voorspellingen van het onderzoekscentrum voor de ontwikkeling van logica-chips van 2020 tot in de 2040 tonen aan dat de wet van Moore nog altijd relevant is, al verloopt de vooruitgang trager dan in het verleden.

De focus op korte termijn ligt op nanosheet gate-all-around-transistoren, met de 2 nm N2-node als eerste grote mijlpaal. Verderop doemen angstromklasse-nodes zoals A14 en A10 op. Het is belangrijk te benadrukken dat deze mijlpalen aangeven wanneer de onderliggende technologieën klaar moeten zijn, niet wanneer eindproducten daadwerkelijk op de markt verschijnen.

De overstap naar productie op sub-1 nm staat gepland voor omstreeks 2034. De sleutelinnovatie daarbij zijn CFET-transistoren, die p- en n-kanaalstructuren op elkaar stapelen. De eerste node in deze reeks, aangeduid als A7 (0,7 nm), zou rond 2036 worden opgevolgd door A5 en tegen 2040 door A3.

Kijken we nog verder vooruit, dan zouden de jaren 2040 2D FET-transistoren kunnen brengen, gebaseerd op nieuwe materialen. IMEC voorziet dat deze rond 2043 de basis gaan vormen voor de A2-node (0,2 nm), waarna structuren kleiner dan 0,2 nm mogelijk rond 2046 realiseerbaar zijn. Dergelijke langetermijnvoorspellingen zijn per definitie speculatief en aan verandering onderhevig.

Nieuwe transistorontwerpen alleen kunnen de vooruitgang echter niet schragen. IMEC wijst op het groeiende belang van 2,5D- en 3D-packaging, chiplets, geavanceerde verbindingsmaterialen, geïntegreerde spanningsregelaars en slimme stroomvoorziening. Gezamenlijk moeten deze bouwstenen de volgende golf AI-versnellers, high-performance computing-systemen en toekomstige processors aanjagen.