بعد سنوات طويلة من البحث بذلها قطاع تصنيع الإلكترونيات في العالم، اكتشف باحثو شركة «إنتل» مواد جديدة لتحل محل تلك التي كانت تستخدم لتصنيع الرقاقات منذ أكثر من 30 عاماً. ويعد هذا الابتكار بمثابة إنجاز رائد يتوافق مع سعي هذه الصناعة المستمر لتقليص معدل تسريب التيار الكهربائي في الترانزيستورات، وهو أمر بالغ الأهمية بالنسبة لمصنعي الرقاقات خاصة في ضوء الاتجاه المتزايد لتركيب أعداد أكبر من الترانزيستورات على قطع دقيقة من السليكون.
فقد طور باحثو إنتل ترانزيستورات ذات أداء عال قياسي مستخدمين مادة جديدة تسمى high-k لصناعة الجزء المسمى بعازل البوابة أو gate dielectric فيه، ومواد معدنية جديدة أخرى لتصنيع «بوابة» الترانزيزستور. والترانزيستورات هي تلك المفاتيح الدقيقة المبنية على السليكون والتي تعالج ارقام الواحد والصفر في العالم الرقمي. وفي حين أن البوابة تشغل الترانزيستور وتوقفه يعمل أما عازل البوابة فهو عازل رقيق يوضع تحت الترانزيستور. وتساعد المواد الجديدة معا في تقليص تسريب التيار الكهربائي الذي يؤدي إلى انخفاض طاقة البطارية، ويولد حرارة غير مرغوب فيها. وقد صرحت إنتل أن مادة high-k الجديدة تخفض معدل التسريب بأكثر من 100 مرة مقارنة بمادة ثاني أكسيد السليكون التي استخدمت طوال العقود الثلاثة الماضية.
وسيؤدي هذا الاكتشاف إلى تمديد عمل قانون مور الذي بدا وكأنه قارب على نهايته، إذ أنه ينص على أن عدد الترانزيستورات على الرقاقة يتضاعف بحوالي مرتين كل عامين ما ينتج عنه المزيد من المزايا وأداء أعلى وتكلفة أقل لكل وحدة ترانزيستور. وللمحافظة على وتيرة الابتكار هذه، يجب أن يستمر حجم الترانزيستورات في الانكماش. ولكن ومع المواد المستخدمة حالياً، بلغت القدرة على تصغير حجم الترانزيستورات إلى أقصى حدودها بسبب المشاكل المتزايدة في مجال تسريب الطاقة والحرارة. ولهذا، من الضروري لاستمرارية قانون «مور» أن تعتمد صناعة الرقاقات مواد جديدة وهيكليات مبتكرة.
وكانت إنتل قد نجحت في تصغير عازل البوابة المصنوع من ثاني أكسيد السليكون إلى أحجام تصل سماكتها حتى 2.1 نانومتر (nm)، أي ما يوازي خمس طبقات ذرية فقط. وكلما رقت سماكة مادة ثاني أكسيد السليكون، يزيد معدل تسريب التيار الكهربائي من خلال عازل البوابة مما يؤدي إلى هدر التيار والحرارة غير الضرورية. ولحل هذه المشكلة الهامة، تنوي إنتل استبدال المادة المستخدمة حالياً بمادة high-k أكثر سماكة مما يخفض بقدر كبير معدل تسريب التيار الكهربائي، بينما يحافظ الترانزيستور على أداء عال جداً، ما يمكن من دفع تطور قانون «مور» ودفع عجلة الابتكار التقني حتى العقد المقبل. هذا وتهدف إنتل إلى دمج الترانزيستورات المصنعة بواسطة هذه المواد الجديدة في معالجات إنتل المستقبلية بحلول عام 2007، وذلك لتشكل جزءا من عملية تصنيع 45-نانومتر التي تعتمدها الشركة.