自從1947年晶體管問世以來,晶體管技術(shù)飛速發(fā)展,為開發(fā)更強(qiáng)大、成本效益更好、能效更高的產(chǎn)品鋪平了道路。要想按照摩爾定律的步調(diào)不斷進(jìn)步,就必須進(jìn)行大量創(chuàng)新。近期值得關(guān)注的創(chuàng)新成果是應(yīng)變硅(英特爾于2003年推出)和高-k金屬柵極(英特爾于2007年推出)?,F(xiàn)在,英特爾將為晶體管設(shè)計帶來另外一項革命——這將在各種計算設(shè)備(從服務(wù)器到臺式機(jī),從筆記本電腦到手持式設(shè)備)中實現(xiàn)前所未有的高性能和能效。
硅晶體管史上第一次進(jìn)入3-D時代。英特爾推出了三柵極晶體管,其中晶體管通道增加到第三維度。電流是從通道的三面(頂部、左側(cè)和右側(cè))來控制的,而不是像傳統(tǒng)平面晶體管一樣,只從頂部控制。最終的結(jié)果就是能夠更好地控制晶體管、最大程度利用晶體管開啟狀態(tài)時的電流(實現(xiàn)最佳性能),并且在關(guān)閉狀態(tài)時最大程度減少電流(降低漏電)。
英特爾在新的半導(dǎo)體技術(shù)中引入了22納米創(chuàng)新,這將確保摩爾定律在可預(yù)見的未來仍將繼續(xù)生效。讓我們一起回顧晶體管的歷史和關(guān)鍵里程碑事件:
1947年12月16日:William Shockley、John Bardeen和Walter Brattain在貝爾實驗室成功開發(fā)出首個晶體管。
1950年:William Shockley開發(fā)出雙極結(jié)型晶體管,就是現(xiàn)在通行的標(biāo)準(zhǔn)晶體管。
1954年10月18日:首款晶體管收音機(jī)Regency TR1上市,這種收音機(jī)里面只包含四個鍺晶體管。
1961年4月25日:羅伯特•諾伊斯獲得首個集成電路專利。最初的晶體管對于收音機(jī)和電話而言已經(jīng)足夠了,但是更新的電子設(shè)備要求規(guī)格更小的晶體管——集成電路。
1965年:摩爾定律誕生——戈登•摩爾在《電子雜志》發(fā)表的文章中預(yù)測:未來芯片上晶體管的數(shù)量大約每年翻一倍(10年后,修正為每兩年翻一倍)。三年后,摩爾和諾伊斯創(chuàng)建了英特爾公司,英文名Intel即“集成電子(integrated electronics)”的縮寫。
1969年:英特爾開發(fā)出首個成功的PMOS硅柵極晶體管技術(shù)。這些晶體管繼續(xù)使用傳統(tǒng)的二氧化硅(SiO2)柵介質(zhì),但是引入了新的多晶硅柵電極。
1971年:英特爾推出首個微處理器——4004。4004的規(guī)格為1/8英寸×1/16英寸,包含2250個晶體管,采用英特爾10微米PMOS技術(shù)在2英寸晶圓上生產(chǎn)。
1985年:英特爾386™微處理器問世,含有275,000個晶體管,是最初4004晶體管數(shù)量的100多倍。386是32位芯片,具備多任務(wù)處理能力,可同時運(yùn)行多個程序。最初是使用1.5微米CMOS技術(shù)制造的。
2002年8月13日:英特爾發(fā)布了90納米制程技術(shù)的若干技術(shù)突破,包括高性能、低功耗晶體管,應(yīng)變硅,高速銅質(zhì)接頭和新型低-k介質(zhì)材料。這是業(yè)內(nèi)首次在生產(chǎn)工藝中采用應(yīng)變硅。
2007年9月:英特爾公布采用突破性的晶體管材料——高-k金屬柵極。英特爾將采用這些材料在公司下一代處理器——英特爾®酷睿™2雙核、英特爾酷睿2四核處理器以及英特爾至強(qiáng)®系列多核處理器的數(shù)以億計的45納米晶體管中用來構(gòu)建絕緣“墻”和開關(guān)“門”,研發(fā)代號為Penryn。
2011年5月3日——英特爾宣布將批量生產(chǎn)一種全新的晶體管設(shè)計。三柵極晶體管將在各種計算設(shè)備中(從服務(wù)器到臺式機(jī),從筆記本電腦到手持式設(shè)備)實現(xiàn)前所未有的高性能和能效。