拯救摩尔定律 IBM 9nm工艺碳纳米晶体管

太平洋电脑网 发表于:12年11月13日 09:29 [转载] 太平洋电脑网

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[导读]根据最新消息,IBM成功利用碳纳米材料,在单个芯片上集成了上万个9nm制程工艺的晶体管,相信大家对于著名的摩尔定律都略知一二,但是随着集成电路晶体管尺寸越来越小,CPU内存等芯片的发展势必与摩尔定律有些出入。要想继续按照摩尔定律发展,寻求新材料就成为一种必然,碳纳米料就是其中之一,另外3D芯片也是拯救摩尔定律的一种方法,三星、IBM、英特尔等等都在致力于3D芯片的研究。

除了寻找新材料外,在芯片结构上,3D芯片也是各自芯片开发者的研究一个方向。例如美光公司Hybrid Memory Cube(HMC)项目、3D内存芯片HMC等等。

Hybrid Memory Cube(HMC),混合立方内存芯片,由美光公司提出,这种混合立体内存与CPU的数据传输速度将是现阶段内存技术的10倍以上,以便适应高速发展的处理器和宽带网络。

下一代高性能电脑以及网络设备对于内存带宽的要求越来越高,而随着当前晶体管密度的不断接近物理极限,简单的通过增加晶体管密度提升性能已经十分困难,因此只有通过架构上的改变才能满足新的要求,这才催生了混合立方内存芯片的研究。

HMC是通过一个TSV(through-silicon-via硅通道)连接层将内存核心连接在一起,达到高速读取数据的效果。

Hybrid Memory Cube

HMC的基本理念是将芯片层层叠起,和传统上将一个系统中的半导体联系在一起的做法相比,新方法将用到更多且速度更快的数据通路。支持者认为,将芯片堆叠起来的做法除了节省空间,还能达到类似于立体电路块的效果。

按照三星和美光的设想,HMC的性能相比于目前普遍应用的DDR3标准内存将有15倍的提升。

再如3D晶体管技术FinFET,英特尔以及IBM等都对其有着开发研究。传统标准的晶体管—场效晶体管 (Field-effecttransistor;FET),其控制电流通过的闸门,只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开,属于平面的架构。而 FinFET则是一种3D结构,全名为FinField-effecttransistor,鳍式场效晶体管。通过类似鱼鳍的叉状3D架构的闸门,来控制电路的接通与断开。

IBM与英特尔FinFET晶体管对比

对比IBM FinFET双门晶体管与英特尔三栅极晶体管,我们可以发现其实二者之间的差别不是很大,只不过英特尔将连接两个侧闸门的部分也算一个闸门。其实不止IBM、三星英特尔等在对FinFET晶体管研究,还有许多研究机构以及企业对3D晶体管表现出浓厚兴趣。

摩尔定律

全文总结:近年来随着芯片工艺的不断发展,晶体管的尺寸也越来越接近物理极限,拯救摩尔定律也随之提出,新材料以及3D结构将是重要的两个着手点,摩尔还说过,摩尔定律不是定律,他是一个机遇,拯救摩尔定律也需要不断推陈出新的技术,而在这一过程中,谁能占得先机,提升集成电路的晶体管密度,提高芯片性能,谁就将在未来的芯片界站稳脚跟。

[责任编辑:赵航]
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