续命摩尔定律新进展英特尔提出晶体管密度翻倍新工艺
芯东西 12 月 30 日消息,英特尔在本周的 IEEE 国际电子设备会议上展示了一项新的研究,或为续命摩尔定律提供下一步可行方向。此项研究是英特尔一直热衷的堆叠纳米片晶体管技术,通过将 PMOS 和 NMOS 两种晶体管堆叠起来,可以将 CMOS 电路的面积减少一半,这意味着未来集成电路晶体管密度可能会翻番。
01. 用最简单 CMOS 器件做实验,尺寸大小减一半
几乎每一台电子设备都离不开 NMOS 和 PMOS 两种晶体管的 "协同合作"。在相同的电压下,两个晶体管只有一个会打开,把它们放在一起意味着只要有其中之一发生改变,电流才会流动,这大大地降低了能耗。几十年以来,NMOS 和 PMOS 晶体管在 CMOS 电路中一直并排放置,如果我们想让 CMOS 电路的尺寸更小,那两个晶体管的位置就应该更加贴近。英特尔选择的方式,就是让它们堆叠起来。
▲堆叠的 NMOS 和 PMOS 晶体管(图源:英特尔)
有了堆叠晶体管这一巧思,英特尔使用了被称为下一代晶体管结构的纳米片晶体管技术。不同于以往晶体管主要由垂直硅鳍片构成,纳米片(nanosheet)的沟道区由多层、水平的、纳米级薄的片层堆叠而成。
▲CMOS 器件由平面发展至 FinFET、纳米薄片,进一步缩小电路尺寸。(图源:英特尔)
基于以上的思路,英特尔的工程师们设计了最简单的 CMOS 逻辑电路,即反相器,它只包含两个晶体管、两个电源连接、一个输出和一个输入互连接口。02."进击"的堆叠工艺:同时构建 PMOS 和 NMOS 晶体管
英特尔制造堆叠纳米片的方案被称为自对准过程,因为它在一步中就可以构建出两个已经堆叠起来的晶体管,而不需要后期再将两块独立的晶体管再粘合在一起。本质上,该堆叠工艺的改变是对纳米片晶体管制造步骤的修改。首先,硅和硅锗的重复层将会被雕刻成狭长的窄鳍形状,然后,硅锗层会被蚀刻,只留下一组悬浮的硅纳米薄片。通常来说,一组纳米片最后会形成一个晶体管。但在新工艺中,为了形成 NMOS 晶体管,顶部的两个纳米片被连接到磷掺杂的硅上;为了形成 PMOS 晶体管,底部的两个纳米片被连接到硼掺杂的硅锗上。
▲由堆叠晶体管组成的反相器(图源:英特尔)
英特尔高级研究员兼组件研究总监 Robert Chau 表示,整套制作工艺当然会更加复杂,但是英特尔研究人员正努力使它尽可能简单。他说:"复杂的制造流程会影响到制造堆叠 CMOS 芯片的实用性。一旦解决了制造工艺实用性的问题,下一步就是要追求更好的性能。"这可能将会涉及改进 PMOS 晶体管,因为目前他们导电效率远低于 NMOS 晶体管。Robert Chau 表示,如果要改进导电效率,他们会考虑通过压缩应变或拉伸应变的方式改变晶体管沟道,使硅晶体变形,让载流子更快通过。
03. 结语:纳米片领域,求新求变
不只是英特尔,其他许多研究机构也在寻求堆叠纳米片领域的创新设计。比利时研究机构 Imec 率先提出了 CFET(纳米薄片场效应晶体管)的概念,并在去年 IEEE VLSI(超大规模集成电路大会)会议上报告了这一进程,但 Imec 的这一成果并非完全由纳米片晶体管制成,它的底层是 FinFET,顶层是单一纳米片。台湾研究人员也曾发表一个用于 PMOS、NMOS 晶体管制造的 CFET 结构。英特尔的堆叠纳米片晶体管技艺,会带我们走向摩尔定律的下一步吗?我们拭目以待。来源:IEEE Spectrum
比尔183盖茨科技巨头不应该被分拆,否则坏人一个变俩微软公司联合创始人比尔盖茨(BillGates)对于反垄断调查可以说一点也不陌生。在他看来,一些政客提出的分拆美国科技巨头的建议并不是好主意。上世纪90年代末,时任微软CEO的盖茨
IBMCEO亚马逊和微软是云服务同盟,不是对手据外媒报道,在IBM看来,在云计算领域中,亚马逊和微软将会是他们的同盟,而不是竞争对手。IBM公司CEO罗睿兰(GinniRometty)将赌注押在了混合云服务上,她表示IBM既可
耗动可用现金31以回购,小米选择救股东还是提业绩?上市一年多,小米集团股价接连受挫。今年6月开始,小米一路股票回购,股价依然未见提振,9月3日,小米对外发布一份回购方案,董事会将行使股份购回授权,按最高总价120亿港元,不定期从公
小米何时再归来?最近这一两年中国手机厂商的日子不太好过。根据调研机构的数据,2019年Q2季度,中国智能手机市场出货量同比下降6,连续9个季度负增长。OPPOvivo小米等智能手机厂商出货量大幅度
小米奖励员工3500万股股票457人瓜分3亿港元IT之家9月4日消息小米集团宣布,董事会于2019年9月4日议决根据股份奖励计划,共奖励457名选定参与者(均为非关连承授人)3499。1749万股股票,奖励股份的归属期自2019
巴菲特终于出手!伯克希尔100亿美元收购道明尼能源天然气资产股神终于出手了!据悉,巴菲特旗下伯克希尔哈撒韦能源公司正斥资40亿美元收购道明尼能源公司(DominionEnergy)的天然气资产。包括承担债务在内,这笔交易总额近100亿美元。
山川异域,风月同钉钉钉日语版在家办公指南来了!IT之家3月1日消息针对目前日本的新冠肺炎疫情,中国在线办公App钉钉也着实火了一把。今日晚间钉钉日语版在家办公指南正式出炉。IT之家获悉,钉钉官方称希望能为日本各大企业学校机构在
山川异域风月同钉!钉钉火向日本,日本学生也开始五星分期付IT之家3月1日消息受日益严重的新冠肺炎疫情影响,日本的学生和企业职工也开启了家庭学习办公模式。而据日媒介绍,目前东京的一所语言学校COSMO学园,已使用中国软件钉钉进行远程会议学
QQ上一天批改1694份作业这届老师超拼的!IT之家3月12日消息受新冠病毒疫情影响,许多学校纷纷开启线上教学模式,老师们通过网课的方式让学生们停课不停学。今日晚间腾讯QQ官方就根据近期网课数据并联合新华网推出老师网课行为图
哈工大哈工程被禁用工科神器MATLABIT之家6月11日消息据机器之心等媒体报道,哈工大哈工程的老师和学生们最近无法使用MATLAB了,确切来说,哈工大等使用的正版MATLAB无法被激活,已经激活的正版MATLAB跳出
百度曝光300余所野鸡大学完整名单5月27日消息,高考临近,查询高校填报志愿成为全国数百万考生家庭关注的大事。今天,百度宣布升级全国教育招生考试院官网保护措施,同时对300余所野鸡大学搜索结果进行风险提示。当用户搜