A háromdimenziós Tri-Gate tranzisztorok alapvető váltást képviselnek a kétdimenziós sík tranzisztorokhoz képest, amelyekre az eddigi összes mikroelektronikai lapka épült. A háromkapus tranzisztorokat a 22 nanométeres félvezető technológiájánál alkalmazza majd elsőként az Intel, az Ivy Bridge kódnevű processzorok előállításához.
A tudósok régóta felismerték a 3D struktúra hasznát abban, hogy a Moore törvénye által diktált ütem fenntartható legyen azt követően is, hogy a miniatürizálás nehézkessé válik a fizikai világ atomi szintű korlátai miatt. (Moore törvénye az a várakozás, hogy az egyetlen szilícium lapkára integrált tranzisztorok száma nagyjából kétévente megduplázódik, köszönhetően a félvezető-technológiai fejlesztéseknek.) Ez az ütem határozta meg a félvezetőipar elmúlt négy évtizedét.
Az Intel elsőként 2002-ben tette közzé a háromkapus tranzisztorokkal kapcsolatos kutatási eredményeit, a mostani áttörés lényege pedig az, hogy az Intel tömegtermelésben is alkalmazhatóvá tette az újszerű megoldást. Ezzel egy újabb korszak nyílt Moore törvénye előtt, innovatív fejlesztések egész sorát téve lehetővé.
A 3D Tri-Gate tranzisztorok lehetővé teszik, hogy a chipek alacsonyabb feszültségszinten üzemeljenek, amivel úgy növelhető drasztikusan a teljesítmény, hogy közben a fogyasztás nem emelkedik, vagy adott teljesítményszint sokkal alacsonyabb fogyasztással is elérhető. A chiptervező mérnökök ezután szabadon dönthetnek arról, hogy a magasabb teljesítmény vagy az alacsonyabb fogyasztás elérését célozzák meg, területtől függően.
A 22 nanométeres háromkapus tranzisztorok akár 37 százalékkal nagyobb teljesítményt adnak alacsony feszültségszint mellett, mint az Intel 32 nanométeres sík tranzisztorai. Ez a hatalmas előrelépés ideálissá teszi a technológiát az okostelefonok számára, hiszen a fogyasztás növekedése nélkül is hatalmas teljesítménybeli ugrás érhető el. Az új technológia adott teljesítményszintet nagyjából fele fogyasztás mellett ér el.
A hagyományos kétdimenziós kapukat újszerű, háromszoros kapustruktúra váltja fel. Az eddigi lapos, lényegében a szilíciumba ágyazott vezető réteget és a tranzisztort vezérlő, felső kaput felváltja egy vékony "függőleges vezérsík", amely jelentősen kiemelkedik a szilíciumágyból. Ez a kiemelkedés lehetővé teszi, hogy az új kapustruktúra három oldalról fogja közre, ami – a sokszorosan megnövekedett felület hatására – minden korábbinál jobb vezérlést tesz lehetővé. Az elektronok immár nem síkban, hanem három dimenzióban áramlanak a forrás és a nyelő között, sokkal nagyobb felületen. Ez megnöveli a kapuvezető kapcsolási sebességét, csökkenti az igényelt feszültségszintet, a nagyobb elérhető áramerősség pedig lehetővé teszi a kapu szigetelőrétegének vastagabb felépítését, ami drasztikusan lecsökkenti az elektronok szivárgását. Az eredmény nagyobb teljesítmény, miközben csökken a fogyasztás.
A technológia érettségének bizonyítása érdekében az Intel bemutatta a világ első 22 nanométeres processzorának mintapéldányait is, amelyek Ivy Bridge kódnévre hallgatnak, és laptopokban, asztali PC-kben és szerverekben egyaránt megtalálhatóak lesznek a változatai. Az Ivy Bridge mellett az Intel Atom család is élvezi majd a 22 nanométeres gyártástechnológiai előnyeit, amivel az Intel tovább fokozza az Atom processzorok integráltságát. A 22 nanométeres Atom chipek nagyobb teljesítményt és funkcionalitást biztosítanak majd, miközben megfelelnek a mobil eszközök által támasztott fogyasztási, költség- és méretbeli követelményeknek.
