IBM scommette sui nanotubi di carbonio

La famosa legge di Moore prevede un raddoppio del numero di transistor nei processori ogni due anni. Per rispettare questa scadenza bisogna ridurre la dimensione dei transistor, ma a causa dei limiti fisici del silicio diventerà molto difficile scendere al di sotto dei 10 nanometri. I progressi nell’industria dei semiconduttori hanno subito un rallentamento, quindi è necessario scegliere un altro tipo di materiale. IBM ha annunciato che realizzerà un chip con nanotubi di carbonio entro il 2020.

In base alla ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors), per quella data è previsto il “nodo” a 5 nanometri. Secondo IBM, i nanotubi di carbonio saranno l’unica tecnologia in grado di rispettare la legge di Moore, consentendo di realizzare transistor più piccoli e più veloci. I ricercatori dell’azienda statunitense hanno prodotto uno dei primi transistor CNT (carbon nanotube) nel 1998 e ora, dopo quasi 20 anni, IBM ha annunciato il passo successivo, ovvero la loro commercializzazione. Ci sono però ancora diversi problemi da risolvere, relativi principalmente al processo produttivo.

Finora è stato possibile ottenere processori con 10.000 transistor, ognuno dei quali formato da sei nanotubi di carbonio (in pratica un foglio di grafene arrotolato). Ogni CNT è lungo 30 nanometri, largo 1,4 nanometri e distante circa 8 nanometri dal nanotubo più vicino. Alle due estremità sono fissati gli elettrodi che forniscono corrente, mentre perpendicolarmente al nanotubo è collegato un terzo elettrodo che agisce da interruttore on/off, corrispondente agli stati 1 e 0. In base ai calcoli di IBM, un processore CNT è sei volte più veloce di un processore in silicio, consumando la stessa quantità di energia.

Per incrementare il numero di transistor all’interno del processore è necessario ridurre la distanza tra i nanotubi, ma la soluzione dovrà conciliare vecchio e nuovo. I processori CNT devono essere realizzati utilizzando le attuali infrastrutture produttive. Il successo dei nanotubi di carbonio non è quindi garantito, anche perché esistono altre tecnologie in sviluppo, tra cui i computer quantistici e i computer ottici.