IBM formuleert eigen antwoord op snelle chips Intel

Het heeft er alle schijn van dat IBM en Intel bezig zijn met een wedstrijd. De uitvindingen op IC- gebied van de twee volgen elkaar in rap tempo op. Zo verbaasde Intel vorige week vriend en vijand door de details van een geheel nieuwe transistor openbaar te maken. Het onderdeel kan werken op een frequentie van 1000 GHz, springt zeer zuinig om met energie en wordt gekenmerkt door een uiterst lage lekstroom. Dat laatste is ook een van de opvallende punten bij het transistorontwerp van IBM. De lekstroom is een parasitair stroompje, dat door een ‘gesloten’ transistor loopt. In het ideale geval spert een schakeling in gesloten toestand, maar dat ideaal wordt nooit gehaald. Barrière Naarmate de transistors kleiner worden, wordt ook de barrière tegen lekstromen kleiner. Intel heeft hiervoor een oplossing gevonden door een zeer dunne isolatielaag te gebruiken die uit bijzondere materialen bestaat. Diverse laagjes over elkaar heen zorgen voor het tegenhouden van ongewenste elektronenstromen. IBM zoekt het in een andere richting. De ingenieurs hebben bedacht dat een dubbele stuurelektrode in plaats van een enkele zoals bij traditionele transistors gebruikelijk is, soelaas moet bieden. De twee stuurelektrodes, de ‘gates’ in vaktermen, zorgen voor een dubbele blokkering van de stroom. Een gesperde transistor vormt daardoor een vrijwel ondoordringbaar kanaal, hoe klein hij ook is. “Beschouw het maar als een tuinslang waar water door stroomt. De gate is de plek waar je een knik in de slang maakt. De stroom stopt dan, hoewel er nog wel water blijft lekken. Wij hebben er een tweede knik in aangebracht”, zegt Bijan Davari, hoofd van de afdeling halfgeleiderontwikkeling bij IBM. In de praktijk komt dit erop neer, dat dergelijke transistors tweemaal zo snel kunnen werken als de huidige circuits. “We gebruiken bovendien een eigen techniek, het in 1998 ontwikkelde silicon on insulator (SOI), die eveneens zorgt voor een betere isolatie van de schakeling”, zegt Davari. Dubbel uitgevoerd Davari had het idee voor een transistor met twee gates al jaren eerder, alleen liepen deze plannen steeds weer stuk op praktische problemen. “Het was te moeilijk en het was te duur, om het heel simpel samen te vatten. We gaan er nu van uit dat ‘duur’ een relatief begrip is, we investeren in de toekomst in plaats van te besparen op stuivers en ook dat ‘moeilijk’ hebben we overwonnen”, zegt Davari. Verder houdt de onderzoeksbaas zijn mond liever dicht. In het verleden heeft IBM nieuwe ontwikkelingen veelal in een vroeg stadium gedeeld met concurrenten. Er werd soms wel samen met andere bedrijven ontwikkeld, in het kader van een pre-competitief samenwerkingsverband. Een mooi voorbeeld daarvan is het gebruik van koperen bedrading op de chips, een techniek die met vele andere fabrikanten onder de paraplu van het Sematech-consortium is bedacht. “We zijn niet meer zo happig op het vrijgeven van nieuwe technieken. Bedrijven die het willen gebruiken die kopen maar een patent”, zegt Davari. Elk bedrijf moet meedoen aan de race voor het zuinigste systeem, vooral op het gebied van de draagbare apparatuur. Zo is IBM verwikkeld in een strijd met HP op het gebied van nanotechnologie. “Wie zo’n techniek het eerst onder de knie heeft, kan hem ook het eerst te gelde maken. Technologisch leiderschap is de hoeksteen van de ICT-markt, om het maar eens dramatisch te zeggen”, meent Davari. Nanotechnologie Overigens denkt HP eerder met een werkende nanotechnologische schakeling op de proppen te kunnen komen. Intern wordt gedacht aan een termijn van een jaar of tien. De prognose van IBM gaat daarentegen uit van een wachttijd van ongeveer twintig jaar. De double-gate transistor van IBM is het resultaat van de samenwerking tussen twee laboratoria, de pure onderzoekstak en de divisie micro-elektronica (ME). In de eerste groep labs wordt zuiver fundamenteel onderzoek gedaan. De divisie ME heeft als taak verkoopbare producten te ontwikkelen. Vroeger zouden beide afdelingen jaren langs elkaar heen hebben kunnen werken, tegenwoordig houdt IBM de touwtjes strakker in handen. De verkoop van patenten kan trouwens veel geld in het laadje brengen. IBMis al een aantal jaren op rij koploper van de ranglijst van firma’s die de meeste patenten op hun naam hebben staan.