De chip als een parlement

Naarmate 5-nanometerchips dichter- en dichterbij komen – naar verwachting in 2020 – brengt de schaalverkleining alsmaar grotere uitdagingen met zich mee. Economisch, want processen worden steeds duurder, maar ook technologisch, vanwege allerlei parasitaire effecten die optreden. Dat trekt onvermijdelijk het voortbestaan van de traditionele wet van Moore in twijfel, omdat daaraan de aanname ten grondslag ligt dat verhoging van de transistordichtheid onder de streep altijd voordelig is.

De vraag is of er ook transistortypes en rekenparadigma’s bestaan die niet afhankelijk zijn van schaalverkleining. Bij Imec is de zoektocht naar deze zogenaamde beyond-cmos-concepten volop gaande, niet noodzakelijkerwijs als opvolger van cmos, maar ook ter uitbreiding van de functionaliteit van de cmos-chip. Een veelbelovend concept zijn spingebaseerde transistoren, die in plaats van de elektronlading gebruikmaken van de elektronspin – een kwantumeigenschap die verbonden is met magnetisme – om logische bewerkingen te doen. Spin-gebaseerde circuits zijn niet-vluchtig en hebben naar verhouding heel weinig energie nodig om rekenkundige operaties uit te voeren.