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IBM試產(chǎn)5nm芯片:指甲蓋大小可容納300億晶體管

時間:2017-06-05 21:08:48
  • 來源:cnBeta
  • 作者:Deego
  • 編輯:Deego

當前商用晶體管柵極大小在 10nm 左右,但是 IBM 早已開始了 7nm、甚至 5nm 工藝的研究。不過為了制造 5nm 芯片,IBM 也拋棄了標準的 FinFET 架構,取而代之的是四層堆疊納米材料。于是在指甲蓋大小的芯片面積里,即可塞下大約 300 億個晶體管,且能耗與效率都得到了保證。自 1970 年代以來,芯片行業(yè)在摩爾定律的加持下發(fā)展了幾十年(每隔兩年、芯片晶體管數(shù)翻一番),但近年來遇到了一些瓶頸。

IBM試產(chǎn)5nm芯片:指甲蓋大小可容納300億晶體管

在紐約生產(chǎn)設施內(nèi)測試的 5nm 芯片晶圓

在消費電子領域,14nm 芯片仍屬于比較先進的標準,不過英特爾和三星的 10nm 工藝也已經(jīng)向高端市場殺進。

研發(fā)方面,各公司也沒有停下腳步,比如早在 2015 年,IBM 就攜手 Global Foundries 和三星試產(chǎn)了一款 7nm 芯片。

該原型在指甲蓋大小的面積里,塞進去了大約 200 億個晶體管。得益于新工藝和新材料,其有望在 2019 年投入商用。

IBM試產(chǎn)5nm芯片:指甲蓋大小可容納300億晶體管

IBM 研究院 5nm 晶體管掃描圖,其由堆疊硅納米材料制成。

不過現(xiàn)在,IBM 公布了他們的下一步計劃,將單個柵極的直徑進一步縮減到 5nm,在同等面積下可擠下額外的 100 億晶體管。盡管當前制造技術有潛力縮減至 5nm,但研究團隊還是選擇開發(fā)一種全新的架構。

自 2011 年以來,半導體行業(yè)采用 FinFET(鰭式場效應晶體管)工藝已有多年。恰如其名,它的樣子有點像魚鰭,三個載流通道被一個絕緣層所包圍,但是這項技術也已接近可以縮小到的工藝極限。

IBM試產(chǎn)5nm芯片:指甲蓋大小可容納300億晶體管

研究員 Nicolas Loubet 手持一片新型 5nm 芯片晶圓

IBM 團隊表示,繼續(xù)縮減 FinFET,并不會對性能提升有太大的幫助。有鑒于此,他們在 5nm 芯片上采用了堆疊式硅納米層,一次可向四個柵極發(fā)送信號(而不像 FinFET 那樣一次只能向三個柵極發(fā)射)。

借助極紫外線光刻技術,他們可以在晶圓上繪制出更小的細節(jié)。與當前技術相比,它不僅光波能量高出許多,還支持在制造過程中持續(xù)調節(jié)芯片的功耗和性能。

IBM試產(chǎn)5nm芯片:指甲蓋大小可容納300億晶體管

與當前 10nm 芯片相比,5nm 原型芯片在額定功率下的性能可提升 40%,或在匹配性能下降低高達 75% 的能耗。

未來我們有望見到更多更小、更強大、更有效率的電子設備,不過當前 10nm 也才商用不久,7nm 要等到 2019,5nm 也還得再多等上幾年。

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  • 類型:休閑益智
  • 發(fā)行:KISS ltd
  • 發(fā)售:2014-04-25
  • 開發(fā):Coatsink
  • 語言:英文
  • 平臺:PC
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