Return to Scale View
Logo

About Login
About

Share This Page

Whatsapp

Whatsapp

Facebook

Facebook

Twitter

Twitter

Reddit

Reddit

Email

Email

How big is Затвор транзистора?

18 nanometer!

wiki.history wiki.report
Затвор транзистора

Затвор транзистора — це частина транзистора, яка вмикає й вимикає його, керуючи потоком електронів між двома іншими частинами, що називаються витоком і стоком. У мікросхемах покоління, відомого як «5 нанометрів», кожен затвор має довжину 18–20 нанометрів, яку вимірюють уздовж шляху від витоку до стоку. Нанометр — це мільярдна частка метра. Ця назва не означає розмір затвора.

Розмір

Довжина затвора — це проміжок між витоком і стоком транзистора, над яким розташований затвор. Раніше коротший затвор означав транзистор, що швидше перемикається. Виробники мікросхем не мають єдиної думки щодо того, як називати свої покоління. Міжнародна дорожня карта пристроїв і систем (IRDS), яку публікує інженерна організація IEEE, прогнозує типові розміри для всієї галузі.

IRDS наводить покоління «5 нанометрів», яке випускають з 2020 року, із затворами завдовжки 18 нанометрів у найшвидших схемах і 20 нанометрів у найщільніше упакованих. Сусідні затвори розташовані на відстані 48 нанометрів один від одного. Транзистори побудовано на тонких кремнієвих ребрах завширшки 7 нанометрів і заввишки 50 нанометрів. Жоден із цих розмірів не є таким малим, як 5 нанометрів.

Пізніші покоління мають коротші затвори. Для покоління «3 нанометри» 2022 року IRDS наводить 16–18 нанометрів, а для покоління «2 нанометри» 2025 року — 14 нанометрів. IRDS очікує, що довжина затворів перестане зменшуватися приблизно на позначці 12 нанометрів.

Порівняння розмірів

  • Затвор завдовжки 18 нанометрів має приблизно таку саму довжину, як ширина свинячого цирковірусу — одного з найменших відомих вірусів станом на 2026 рік.
  • Сусідні затвори розташовані на відстані 48 нанометрів один від одного, що трохи більше за ширину вірусу гепатиту B.
  • Один нанометр — це заледве п’ять атомів кремнію завширшки, тож затвор завдовжки 18 нанометрів охоплює приблизно 90 атомів кремнію.
  • Приблизно від 4 000 до 5 600 затворів, викладені в ряд встик, дорівнювали б за довжиною ширині людської волосини, завширшки 80 000–100 000 нанометрів.
  • Якби затвори й людську волосину збільшили в десять мільйонів разів, кожен затвор мав би довжину 18–20 сантиметрів, а людська волосина — ширину 800–1 000 метрів.

Чому назви мікросхем перестали збігатися з розмірами

До середини 1990-х років назва покоління мікросхем збігалася з довжиною затвора. Крок металевої розводки мікросхеми — половина відстані від одного провідника до наступного — становив приблизно те саме число. Потім виробники почали зменшувати затвори швидше за все інше, зберігши стару схему назв.

Транзистори покоління «130 нанометрів» мали затвори завдовжки 70 нанометрів. Коли в 2011 році компанія Intel для свого покоління «22 нанометри» перейшла на транзистори у формі ребра, довжина затворів становила 26 нанометрів.

Номер покоління «на той час уже не мав абсолютно жодного значення», — сказав Паоло Гарджіні виданню IEEE Spectrum у 2020 році. Гарджіні очолював Міжнародну технологічну дорожню карту напівпровідників — прогноз, що передував IRDS. Тепер IRDS друкує назви поколінь у лапках. Натомість IRDS пропонує називати кожне покоління за кроком затворів і кроком провідників: покоління «5 нанометрів» називалося б G48M36.

Затвори в лабораторії

Дослідні транзистори будували з набагато коротшими затворами. У 2016 році одна дослідницька група виготовила транзистор із дисульфіду молібдену із затвором завдовжки 1 нанометр, використавши як затвор єдину вуглецеву нанотрубку. У 2017 році інша група побудувала транзистори на вуглецевих нанотрубках із затворами завдовжки 5 нанометрів, які працювали краще, ніж кремнієві транзистори такого самого розміру. Дослідники прогнозують, що кремнієві транзистори, якщо їх зменшувати, перестануть нормально працювати за довжини затвора, меншої за 5 нанометрів.

Джерела

  • International Roadmap for Devices and Systems 2020 Edition: More Moore. IEEE, 2020.
  • International Roadmap for Devices and Systems 2022 Edition: More Moore. IEEE, 2022.
  • A Better Way to Measure Progress in Semiconductors. Samuel K. Moore, IEEE Spectrum, 2020.
  • MoS2 Transistors with 1-Nanometer Gate Lengths. Desai et al., Science, 2016.
  • Scaling Carbon Nanotube Complementary Transistors to 5-nm Gate Lengths. Qiu et al., Science, 2017.
  • Conformational Changes and Nuclear Entry of Porcine Circovirus without Disassembly. Wang et al., Journal of Virology, 2019.
  • Hepatitis B Virus Biology. Seeger and Mason, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2000.
  • Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.

wiki.newsletter.title 🚀

wiki.newsletter.description

Enviar
De schaal van het Universum > Затвор транзистора

wiki.discussion.title

Logo

Scale Of Universe

Contact Discord

Stay up to date

Subscribe

© 2026 Scale of Universe. All rights reserved.