突破硅晶極限! IBM碳納米晶體管小于10nm

近些日子，IBM、三星等研制3D芯片的消息層出不窮，在集成電路芯片上晶體管越來(lái)越密，硅晶體管在尺寸上達(dá)到極限時(shí)，為了提升芯片的性能，除了在結(jié)構(gòu)上引入3D改進(jìn)外，尋早另外一種材料突破硅晶極限也頗為重要。前些日子英特爾宣布14nm的硅晶體芯片已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中開(kāi)始測(cè)試，而IBM研制的新型晶體管比10nm還要小，采用的是碳納米材料。


碳納米材料結(jié)構(gòu)
在IEEE的一個(gè)電子設(shè)備會(huì)議上，IBM的科學(xué)家向世界展示了全球第一個(gè)小于10nm的晶體管，與目前一般的硅晶體管不同的是，其采用的是碳納米材料。相比之下英特爾14nm的硅晶體管在尺寸上就相形見(jiàn)絀了。

在集成電路的晶體管數(shù)目的規(guī)律上，業(yè)界有一個(gè)著名的摩爾定律。摩爾定律指出，當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。該定律是由英特爾創(chuàng)始人之一摩爾提出，這些年來(lái)一直與芯片的發(fā)展相符。


硅晶元
然而隨著集成電路上得晶體管密度越來(lái)越大，其在密度上得增加就越來(lái)越困難。摩爾定律必將將晶體管的大小帶到了一個(gè)物理上得極限。

前些日子，在如何突破晶體管密度上得物理極限的問(wèn)題上，各芯片制造者IBM、三星等，都將目光投向了3D結(jié)構(gòu)的芯片，通過(guò)就像摩天大樓一樣擴(kuò)充芯片性能?，F(xiàn)在，IBM對(duì)于晶體管新材料的尋找也有了答案。


3D芯片
在電腦處理器發(fā)展的50余年中，性能提高以及制程工藝的越來(lái)越先進(jìn)有目共睹，但是，目前芯片的設(shè)計(jì)將要達(dá)到一個(gè)物理的極限，產(chǎn)品的大小限制影響了摩爾定律的預(yù)測(cè)的正確性。處理器一直應(yīng)用的硅晶體管在制程工藝，從65nm，32nm，22nm再到14nm，越往后制程工藝提升越難。

IBM此次展示的全球第一個(gè)小于10nm的晶體管采用新型的碳納米材料，得以突破10nm大關(guān)。并且，型芯晶體管的性能比同樣大小的硅晶體管優(yōu)勢(shì)明顯。但是IBM也指出，現(xiàn)在對(duì)于碳納米晶體管來(lái)說(shuō)還是早期階段，不過(guò)在10年內(nèi)碳納米晶體管的處理器芯片將會(huì)被普遍應(yīng)用。