摩爾定律像一盞明燈,推動著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不斷的進(jìn)步。就在摩爾定律路數(shù)將近的時刻,英特爾帶來令舉世震撼的消息,其晶體管技術(shù)取得革命性突破,3D晶體管將史無前例的投入批量生產(chǎn)。英特爾的3-D三柵極晶體管技術(shù)將批量投產(chǎn)代號為Ivy Bridge的22nm處理器。這意味著英特爾不僅為摩爾定律注入新的活力,還將鞏固其霸主地位,對移動市場領(lǐng)域的老大ARM造成威脅。本專題將介紹3D晶體管技術(shù)、發(fā)展動向,以及對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的深遠(yuǎn)影響。

什么是3-D三柵極晶體管技術(shù)?

傳統(tǒng)“平面的”2-D平面柵極被超級纖薄的、從硅基體垂直豎起的3-D硅鰭狀物所代替(如左圖)。電流控制是通過在鰭狀物三面的每一面安裝一個柵極而實(shí)現(xiàn)的(兩側(cè)和頂部各有一個柵極),而不是像2-D平面晶體管那樣,只在頂部有一個柵極。由于這些硅鰭片都是垂直的,晶體管可以更加緊密地靠在一起,從而大大提高晶體管密度。【更多….】

優(yōu)勢:這種設(shè)計使晶體管在“開”的狀態(tài)下讓盡可能多的電流通過(高性能),而在“關(guān)”的狀態(tài)下盡可能讓電流接近零(即減少漏電,低能耗),同時還能在兩種狀態(tài)之間迅速切換,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更高性能。Intel稱,22nm 3-D Tri-Gate三維晶體管相比于32nm平面晶體管可帶來最多37%的性能提升,在相同性能的情況下電量消耗將減少50%,而其造價僅提高2%~3%。

Intel早在2002年就宣布了3-D晶體管設(shè)計,先后經(jīng)過了單鰭片晶體管展示(2002年)、多鰭片晶體管展示(2003年)、三柵極SRAM單元展示(2006年)、三柵極后柵極(RMG)工藝開發(fā)(2007年),直至今日方才真正成熟。這一突破的關(guān)鍵之處在于,Intel可將其用于大批量的微處理器芯片生產(chǎn)流水線,而不僅僅停留在試驗(yàn)階段。【更多…】

產(chǎn)業(yè)影響

摩爾定律預(yù)測了硅技術(shù)的發(fā)展步伐,晶體管密度大約每兩年便會增加一倍,同時其功能和性能將提高,而成本則會降低。40多年來,摩爾定律已經(jīng)成為半導(dǎo)體行業(yè)的基本商業(yè)模式。面對設(shè)備尺寸的不斷小型化,物理定律成為晶體管技術(shù)進(jìn)步的障礙,業(yè)界不斷發(fā)出摩爾定律將走到盡頭的言論,科學(xué)家也已意識到3-D結(jié)構(gòu)對延續(xù)摩爾定律的重要意義。英特爾3-D三柵極晶體管這一革命性成果,延續(xù)了摩爾定律,開啟了摩爾定律又一新時代! 【更多….】

“三柵極技術(shù)將讓X86在與ARM的對決中占據(jù)優(yōu)勢。從功耗角度來看,X86在筆記本、上網(wǎng)本、平板和智能手機(jī)領(lǐng)域會越來越有競爭力。” ——HIS的分析
“英特爾是否能迅速闖進(jìn)ARM的領(lǐng)土,還未知。ARM自己的能效也在進(jìn)步。英特爾跳出核心PC市場范圍的關(guān)鍵是能否推出一款處理器,足夠強(qiáng)大,可以在移動計算領(lǐng)域一爭高下!薄狹atrix分析師Adrien Bommelaer
“英特爾新3D三柵極設(shè)計將不足以成就該公司在移動市場的野心!薄狦artner分析師