Il silicio è finito? No — un transistor più veloce del 40% è un cambio di corsia, non un funerale

Un team dell’Università di Pechino ha costruito un transistor senza silicio, e il riassunto della stessa università non è timido: “È il transistor più veloce ed efficiente di sempre”. L’affermazione, pubblicata su Nature Materials, è che questo dispositivo bidimensionale funziona il 40% più velocemente dei più recenti chip da 3nm di Intel usando il 10% di potenza in meno — numeri che lo metterebbero davanti a ciò che TSMC e Samsung attualmente producono. I test sono stati eseguiti nelle stesse condizioni utilizzate per i principali chip commerciali. Quindi il dato non è una fantasia da demo-day.

E non uccide ancora il silicio. Ecco la mia tesi, e la difenderò fino all’ultimo paragrafo: un transistor più veloce non è un chip più veloce. Finché qualcuno non ne stampa un miliardo con una curva di resa allegata, la roadmap di Intel non è morta — le è semplicemente stata consegnata una scadenza.

Cosa hanno effettivamente costruito

L’architettura è gate-all-around, GAAFET, dove il gate avvolge completamente la sorgente invece di coprirne solo una parte come nei design FinFET che dominano gli attuali processori al silicio. L’avvolgimento completo significa maggiore area di contatto tra gate e canale, minore dispersione di energia, migliore controllo della corrente. Invece delle strutture verticali dei FinFET, il nuovo design assomiglia a ponti intrecciati. Due nuovi materiali a base di bismuto fanno il lavoro: Bi₂O₂Se come semiconduttore e Bi₂SeO₅ come dielettrico del gate. Bassa energia interfacciale, meno difetti, minore scattering elettronico — la descrizione dello scienziato principale Professor Peng Hailin è acqua attraverso un tubo liscio.

Ciò che esiste finora sono piccole unità logiche. Unità logiche, non processori. Questa distinzione è l’intero divario tra un paper e un prodotto.

La frase che conta davvero

La riga interessante in questo lavoro non è il 40%. È l’inquadramento di Peng: se le innovazioni dei chip basate su materiali esistenti sono una “scorciatoia”, allora i transistor basati su materiali 2D stanno “cambiando corsia”. Questa è una confessione avvolta in una metafora. Il silicio sta incontrando i limiti di miniaturizzazione mentre l’industria spinge sotto la soglia dei 3nm, e questo team scommette che esista una corsia diversa.

La seconda frase che conta è l’affermazione che questi transistor possono essere fabbricati utilizzando l’attuale infrastruttura per semiconduttori. Questa è l’unica dichiarazione commercialmente portante dell’intero annuncio, perché la compatibilità di fabbricazione è dove i materiali promettenti di solito vanno a morire. Se regge, il divario tra un laboratorio della PKU e una linea di produzione si riduce drasticamente. Se è aspirazione, stiamo leggendo un ottimo comunicato stampa.

Il tabellone che nessuno sta confrontando

Il confronto offerto è transistor contro transistor: il dispositivo dell’Università di Pechino contro le parti da 3nm di Intel, con TSMC e Samsung nominate come quelle che vengono superate. Supportato da calcoli della teoria del funzionale densità e validato attraverso test fisici su una piattaforma di fabbricazione ad alta precisione presso la PKU, il risultato è un lavoro serio.

Ma il confronto che decide un’industria è wafer contro wafer, resa contro resa, cliente contro cliente. Intel, TSMC e Samsung producono in volumi. Un laboratorio a Pechino ha costruito piccole unità logiche e pubblicato su Nature Materials. Entrambi i fatti sono veri contemporaneamente, e solo uno di essi ottiene un titolo con la parola “finito” dentro.

Quindi no — i processori al silicio non sono ufficialmente finiti. Ufficialmente, il silicio rimane il detentore con le fabbriche, le attrezzature e il portafoglio ordini, e questo paper è un cambio di corsia segnalato da qualcuno che non si è ancora immesso.

Cosa guarderei dopo

Due cose, e nessuna delle due è il 40%. Primo, se qualcuno al di fuori della PKU riproduce i dati di velocità e potenza nelle proprie condizioni. Secondo, se l'”attuale infrastruttura per semiconduttori” sopravvive al contatto con una linea di produzione reale, perché quell’affermazione ha più peso di qualsiasi benchmark nel paper.

Il silicio è stato dichiarato morto più spesso di quanto sia stato sostituito. Un composto di bismuto, un gate ad avvolgimento completo e un numero del 40% sono un colpo di avvertimento a prua, non il coperchio di una bara. Credi al cambio di corsia — nel momento in cui arrivano i dati di resa. Non un giorno prima.