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

當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，我們這個產(chǎn)業(yè)都洗耳恭聽。Meyerson日前在全球媒體峰會(Global Press Summit)主題演講上重申了他的觀點，即創(chuàng)新而不是工藝縮放(scaling)，將推動下一代IC發(fā)展。

Meyerson指出，當產(chǎn)業(yè)力求更小特征尺寸和更薄氧化物時，原子本身并不縮放。相反，他呼吁進行器件、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鐘頻率來提高性能，因為更高頻率和更高度集成水平增大了處理器的功耗，將當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60年代以來半導(dǎo)體開發(fā)的進程時，描述了兩大轉(zhuǎn)折點。第一大轉(zhuǎn)折點，是當雙極型技術(shù)達到功耗極限時出現(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)目前處在第二個轉(zhuǎn)折點，但近期缺乏新技術(shù)來替代CMOS。頗具希望的技術(shù)如碳納米管，(要實用)還遠在10到15年之后。

對于下一個十年，Meyerson認為諸如應(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題。他引用該公司的BlueGene高性能超級計算系統(tǒng)為例。他解釋道，即使該系統(tǒng)只使用了800MHz的處理器，它仍然通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新達到了世界級的性能。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)，使空閑時間最小化。

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

一個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游戲機內(nèi)采用Cell芯片。

Meyerson在結(jié)語中表示，隨著特征尺寸減小，創(chuàng)新可能將耗費更多。為分攤成本，他建議公司組成合作關(guān)系。