聚焦IC未來(lái)發(fā)展：重在技術(shù)創(chuàng)新，而非工藝升級(jí)

當(dāng)IBM公司戰(zhàn)略聯(lián)盟副總裁兼首席技術(shù)官Bernard Meyerson一張尊口時(shí)，我們這個(gè)產(chǎn)業(yè)都洗耳恭聽。Meyerson日前在全球媒體峰會(huì)(Global Press Summit)主題演講上重申了他的觀點(diǎn)，即創(chuàng)新而不是工藝縮放(scaling)，將推動(dòng)下一代IC發(fā)展。

Meyerson指出，當(dāng)產(chǎn)業(yè)力求更小特征尺寸和更薄氧化物時(shí)，原子本身并不縮放。相反，他呼吁進(jìn)行器件、電路和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，以提升系統(tǒng)性能。產(chǎn)業(yè)再也不能僅僅增加時(shí)鐘頻率來(lái)提高性能，因?yàn)楦哳l率和更高度集成水平增大了處理器的功耗，將當(dāng)今的器件逼近空氣冷卻系統(tǒng)的上部極限。

Meyerson回顧自上世紀(jì)60年代以來(lái)半導(dǎo)體開發(fā)的進(jìn)程時(shí)，描述了兩大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。第一大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是當(dāng)雙極型技術(shù)達(dá)到功耗極限時(shí)出現(xiàn)新技術(shù)CMOS，使性能和密度增加但功率明顯降低。

Meyerson指出，行業(yè)目前處在第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，但近期缺乏新技術(shù)來(lái)替代CMOS。頗具希望的技術(shù)如碳納米管，(要實(shí)用)還遠(yuǎn)在10到15年之后。

對(duì)于下一個(gè)十年，Meyerson認(rèn)為諸如應(yīng)變硅和絕緣硅等技術(shù)以及新器件結(jié)構(gòu)，諸如雙門和finFET晶體管，將使芯片設(shè)計(jì)師在45納米、32納米及更小的特征尺寸下采用成熟的CMOS邏輯技術(shù)創(chuàng)造下一代電路成為可能。

但這不僅僅是應(yīng)用這些結(jié)構(gòu)以提升性能水平的問(wèn)題。他引用該公司的BlueGene高性能超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)為例。他解釋道，即使該系統(tǒng)只使用了800MHz的處理器，它仍然通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新達(dá)到了世界級(jí)的性能。這包括采用許多并行處理器和高效率的通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，使許多處理器能快速傳送數(shù)據(jù)，使空閑時(shí)間最小化。

Meyerson相信，同樣的概念可適用于芯片級(jí)，首先，通過(guò)允許一個(gè)處理器運(yùn)行多個(gè)程序線程實(shí)現(xiàn)虛擬化，從而不會(huì)有空閑狀態(tài)。第二步是在同一芯片上集成多個(gè)處理器。

一個(gè)多處理器方案是與索尼和東芝合作開發(fā)的Cell處理器。索尼將在其即將推出的Playstation 3游戲機(jī)內(nèi)采用Cell芯片。

Meyerson在結(jié)語(yǔ)中表示，隨著特征尺寸減小，創(chuàng)新可能將耗費(fèi)更多。為分?jǐn)偝杀荆ㄗh公司組成合作關(guān)系。