Intel: радио должно быть цифровым и свободным

Корпорация Intel провела в Москве пресс-конференцию с участием вице-президента подразделения Corporate Technology Group Intel Фрэнка Спиндлера. Журналистов познакомили с последними достижениями Intel в области внедрения новых материалов и инновационных транзисторных структур, которые позволяют решить существующие проблемы токов утечки, энергопотребления и тепловыделения в высокоинтегрированных полупроводниковых устройствах и тем самым способствуют сохранению действия закона Мура в обозримом будущем.

Г-н Спиндлер рассказал и о новых материалах для полупроводниковых транзисторов будущего — новом диэлектрике затвора транзистора с высокой проницаемостью, который будет применяться взамен используемого сегодня диоксида кремния, и новых сплавах, совместимых с новым диэлектриком затвора. Было подробно рассказано, как происходит переход Intel на технологию<растянутого>кремния в рамках изготовления микросхем с проектной нормой 90 нм (впервые корпорация объявила об этом в прошлом году). Цель проектирования данной разработки — сделать транзистор более миниатюрным, быстродействующим, дешевым и потребляющим меньше энергии. Это одна из наиболее интересных разработок Intel последнего времени, которую компания Intel планирует использовать при производстве микросхем с проектной нормой 0,09 микрон, или 90 нанометров.

Идея технологии<растянутого кремния>предельно проста. В процессе миниатюризации транзисторов и уменьшения площади их сечения возрастает сопротивление электрическому току, который проходит через транзистор. В результате транзистор<срабатывает>гораздо медленнее, чем хотелось бы, а тепловыделение, наоборот, только увеличивается. Специалисты корпорации Intel решили<растянуть>кристаллическую решетку в транзисторе, чтобы увеличить расстояние между атомами и облегчить протекание тока. Применение новых технологий дает 20-30-процентное ускорение тока.

Вскоре Intel начнет промышленные поставки устройств, изготовленных по технологии 90 нм. На фабриках Intel D1C в Хиллсборо (штат Орегон) и 11Х в Рио-Ранчо (штат Нью-Мексико) эта технология начинает внедряться в массовое производство. Третьей фабрикой по производству 90-нм продукции Intel станет Fab24 в Лейкслипе (Ирландия), которая вступит в строй в первой половине 2004 года.

На основе 300-мм подложек с использованием 90-нм техпроцесса будут изготавливаться процессоры Intel Pentium M следующего поколения для мобильных ПК, известные под кодовым наименованием Dothan, и процессоры Intel Pentium 4 следующего поколения для настольных ПК, известные пока как Prescott. Важно, что использование<растянутого кремния>удорожает стоимость производства подложки лишь на 2%, тогда как выгода оказывается существенно больше. Корпорация Intel планирует использовать технологию<растянутого кремния>и в процессе следующего поколения с проектной нормой 65 нм (техпроцесс 1264 планируется к промышленному внедрению в 2005 году).

Другие не менее интересные разработки лабораторий Intel — транзисторы с низким энергопотреблением, 7 слоев высокоскоростных и более плотных медных соединений с новым диэлектрическим материалом с низким диэлектрическим коэффициентом<к>. Впервые все эти разработки объединены в едином производственном процессе. Изготовители чипов переходят от подложек (кремниевых дисков-полуфабрикатов для изготовления кристаллов микросхем) диаметром 200 мм к подложкам диаметром 300 мм. Это позволит заметно удешевить и чипы, и продукты, в основе которых лежат микропроцессоры.

Корпорация Intel будет выпускать процессоры по технологии 90 нм только на основе подложек 300 мм. Увеличение размера подложки с 200 до 300 мм снижает себестоимость каждого выходящего чипа примерно на 30% и увеличивает объемы их производства. При этом уменьшается общее потребление ресурсов в процессе производства: на 40% снижается потребление энергии и воды в пересчете на одну микросхему.

Intel также представила концепцию<Бесплатного радио Intel>(Radio Free Intel). Для решения задачи<всеобщей совместимости>различных радиоустройств корпорация Intel приступила к созданию интеллектуальной платформы, способной осуществлять поиск радиосигнала любого стандарта и подключаться к сети в любом месте и в любое время. Платформа будет реализована фактически в одном полупроводниковом элементе, интегрированном в каждом чипе Intel, что даст возможность миллионам устройств<понимать>друг друга. Чип со встроенным радиоэлементом одновременно является и шагом на пути к всеобщей миниатюризации. Сегодня RF-устройства занимают много места и потребляют много энергии, в то время как микроэлементы, встроенные в чипы, смогут превратить наручные часы в терминалы для сеансов видеосвязи, а женские клипсы — в полноценные мультидиапазонные сотовые телефоны.

Концепция<Бесплатного радио Intel>(Radio Free Intel) предусматривает наличие радиопередатчиков, работающих в нескольких стандартах и на нескольких частотах, но на единой платформе, встроенной в недорогие кремниевые чипы. Подобные наработки есть у компаний Texas Instruments и Motorola, Sandbridge, General Dynamics и Analog Devices.<Бесплатное радио Intel>, предоставляющее пользователям беспроводную свободу, базируется на новых аппаратных разработках, обновленном программном обеспечении и свободном, не лицензируемом радиоспектре.

Еще одна область, где ведутся исследования и разработки, — использование так называемых<умных антенн>, позволяющих с помощью специальных каскадов усиливать радиосигнал, а также концентрировать его в ограниченном телесном угле, что не только улучшает качество приема, но и снижает возможность помех со стороны других передатчиков. Применение технологии<умных антенн>приводит к более эффективному использованию частотного спектра, увеличению пропускной способности сети и ее емкости при одновременном уменьшении интерференции в переполненном частотном спектре. Сочетание данных технологий позволит реализовать идею<гибкого радио>— устройства, способного выбирать в зависимости от ситуации тот радиопротокол и ту частоту, которые ему удобнее использовать в данный момент.

В настоящее время исследователи из лаборатории Circuit Research Lab (CRL) корпорации Intel в Хиллсборо (шт. Орегон) в сотрудничестве с лабораторией коммуникационных технологий разработали и готовят ключевые блоки для цифрового процессора автоматически перестраиваемого радио. Гибкая программная архитектура SDR обеспечивает пользователю возможность работы с различными протоколами передачи данных, быстрой перестройки и модернизации. Ноутбуки, сотовые телефоны и карманные компьютеры, снабженные таким программным обеспечением, смогут динамически программироваться для перестройки. Другими словами, одни и те же детали оборудования в таких устройствах смогут выполнять различные функции при различных обстоятельствах. Кроме того, многие функции будут исполняться программно. В список таких функций входит генерация сигнала, модуляция волн, обработка сигнала и использование многоуровневых протоколов.

<Радио всегда было аналоговым явлением, но в самое ближайшее время оно станет цифровой технологией>, — считают в Intel. Как заявляют специалисты компании, цифровое радио открывает совершенно новые пути для рассмотрения радиочастотного спектра. Прежде всего, оно сможет работать в гораздо более широком диапазоне частот, чем прежние устройства. Кроме того, цифровое радио потребляет гораздо меньше энергии. Оно может самостоятельно определять наличие сетей вокруг себя и переходить на оптимальный диапазон. Например, оно может покинуть ту или иную частоту при возникновении угрозы интерференции сигнала и помех службам экстренной помощи.

Реализация концепции Radio Free Intel влечет за собой не только потребность в серьезных технологических изысканиях, но и необходимость в серьезной работе на законодательном уровне. Корпорация Intel сегодня работает с экспертами правительственных организаций в США, странах Европы, азиатско-тихоокеанского региона для того, чтобы выработать единый подход к регулированию интеллектуального роуминга, участвует и в обсуждении новых отраслевых стандартов, которые в будущем обеспечат внедрение программно-интеллектуального радио (поскольку одной из проблем внедрения является повсеместное заключение соглашений между различными операторами связи и интернет-провайдерами). Предполагается, что реализация концепции Radio Free Intel будет осуществлена в течение ближайших трех-пяти лет.