Dansk opdagelse skal redde pc-industrien

Det danske Niels Bohr Institut har en del af æren for, at chipgiganten Intel mandag kunne lancere en ny processor-generation, hvor strukturbredden er reduceret til mikroskopiske 45 nanometer. Intel har løst et af de fundamentale problemer i udviklingen af nye og mindre transistorer ved at udskifte siliciumdioxid med materialet hafnium.

Hvis navnet lyder bekendt er det ikke tilfældigt. Hafnium henviser til det latinske navn for København, Hafnia. Grundstoffet blev opdaget på det nuværende Niels Bohr Institut i 1923.

Det nye materiale skal bane vejen for hurtigere og mere energieffektive processorer. Efterhånden som transistorerne bliver mindre øges den elektriske lækage, og det har negative konsekvenser for processorens strømforbrug og varmeudvikling. Ved at bruge hafnium til transistorernes isolationsvægge kan denne lækage reduceres kraftigt.

Transistorer er mikroskopiske switches, der bearbejder ettaller og nuller i den digitale verden. For et årti siden var den førende processorteknologi 250nm, hvilket vil sige, at transistorernes dimensioner var ca. 5,5 gange størrelsen og 30 gange arealet af den nye 45-nanometer-teknologi. Der kan være omtrent 400 af Intels 45nm transistorer på overfladen af en enkelt menneskeblodcelle.

I mere end 40 år er siliciumdioxid blevet brugt til at lave de såkaldte transistor gate dielectricer, der adskiller transistor-gaten fra den passage, hvor strømmen løber. Efterhånden er dielectricens tykkelse formindsket ned til 1,2 nm - svarende til fem atomlag - men nu er grænsen efterhånden nået.

Intel har derfor erstattet siliciumdioxid med det tykkere hafnium-baserede high-k materiale, hvilket angiveligt giver en reducering af lækagen med 90 procent. Resultatet er, at transistortætheden kan fordobles i forhold til den tidligere generation, og energiforbruget er reduceret med 30 procent.

Det nye flagskib fra Intel, Intel Core 2 Extreme QX9650, indeholder således hele 820 millioner transistorer fordelt på fire kerner. Intels konkurrenter er også på vej med hafnium-baserede produkter.