IBM宣布黑科技：新型鍺硅芯片性能可達(dá)當(dāng)前“最強(qiáng)芯”四倍以上

IBM周四表示，該公司已經(jīng)打造出了超密計(jì)算機(jī)芯片的可工作版本，其計(jì)算能力約為當(dāng)前最強(qiáng)芯片的四倍。公告稱，這是由IBM牽頭并投資了30億美元的紐約州公私合作伙伴、GlobalFoundries、三星、以及設(shè)備供應(yīng)商所共同實(shí)現(xiàn)的。半導(dǎo)體行業(yè)困頓在“每兩年晶體管密度翻倍”的傳統(tǒng)步伐已有段時日，而作為幾十年來的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，英特爾近年來已面臨技術(shù)上的挑戰(zhàn)。

上圖為一塊7nm芯片晶片，其采用了摻鍺硅(而不是純硅)制成。

此外，科技界一直對芯片能否在14nm后跨過“摩爾定律”這道坎而有所懷疑，因?yàn)闅v次迭代都取決于以納秒級通斷電流的基本部件的最小尺寸，而目前，業(yè)界正在從14nm到10nm的商用轉(zhuǎn)型。

芯片行業(yè)的每一次迭代，均可在50%的給定面積中部署一定量的電路。盡管IBM的新型芯片仍處于研究階段，但它有望讓半導(dǎo)體行業(yè)的縮減之路至少延續(xù)到2018年。

該公司于周四表示，他們已經(jīng)制作出了包含七個納米晶體管的樣品芯片，其采用了鍺硅材料(而不是純硅)并取得了“分子大小的開關(guān)”(molecular-size switches)這一研究進(jìn)展。

這種新材料有望變得讓晶體管的通斷變得更快，同時功耗要求更低。而這種微尺寸的晶體管也表明了業(yè)界迫切需要新的材料和新的制造技術(shù)，才能夠進(jìn)一步地發(fā)展。

為了讓大家更深刻地認(rèn)識到這七個納米晶體管的大小，IBM拿直徑約2.5nm的DNA鏈、以及直徑約7500nm的紅細(xì)胞作為對比。該公司稱，其有望打造出包含超過200億晶體管的微處理器。

紐約州立大學(xué)納米科學(xué)與工程學(xué)院的Michael Liehr(上左)和IBM公司的Bala Haranand正在檢查遍布了新型芯片的晶圓。其目前尚未做好商業(yè)化生產(chǎn)的準(zhǔn)備。

斯坦福大學(xué)電力工程系Robust Systems Group主任Subhashish Mitra表示：“我并不感到驚訝，因?yàn)檫@符合路線圖上的預(yù)測，即使它有如夢幻”。

此外，盡管IBM已經(jīng)擺脫了大部分的計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體制造產(chǎn)能(GlobalFoundries于上周完成了對IBM微電子部門的收購)，但公告顯示，該公司仍有興趣支持國家高科技制造基地。

紐約州Seaford咨詢公司Envisioneering的總裁hard Doherty表示：“這使得IBM可以將自己擺到‘紳士賭徒’的位置上，而不是成為賽馬的主人。在這場競賽中，該公司仍占有一席之地”。

IBM現(xiàn)已將其最新技術(shù)授權(quán)給了包括GlobalFoundries在內(nèi)的諸多制造商，并為博通(Broadcom)、高通和AMD等公司代工新品，而半導(dǎo)體行業(yè)必須立即決定是否將賭注壓到IBM的鍺硅技術(shù)上。

IBM的7nm節(jié)點(diǎn)晶體管。

最后，業(yè)界還必須應(yīng)對極紫外線(EUV)光刻在接近于原子尺寸時該如何轉(zhuǎn)型。此前，英特爾表示有方法抵近7nm制程，不過該公司并未表示這一代芯片是否有可能到來。

IBM亦拒絕對“這項(xiàng)技術(shù)將于何時開始商業(yè)化生產(chǎn)”置評。臺積電已在今年表示其計(jì)劃于2017年開始試產(chǎn)7nm芯片，不過該公司并未向IBM一樣拿出原型芯片。

而新一代極紫外光刻設(shè)備能否滿足長曝光時間的要求，將成為高速制造業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。因?yàn)榧词棺钶p微的震動，都會對光蝕刻線路造成破壞，所以業(yè)內(nèi)不得不專門建造一座“絕對穩(wěn)定”的建筑，以便將震動和設(shè)備隔絕開來。

IBM方面表示，財(cái)團(tuán)現(xiàn)已看到使用極紫外光刻的商業(yè)制造業(yè)務(wù)上的一種途徑。該公司半導(dǎo)體研究副總裁穆克什·哈雷(Mukesh Khare)表示：

“迄今為止的演示都發(fā)生在研究實(shí)驗(yàn)室里，而不是一座生產(chǎn)工廠中。與業(yè)界計(jì)劃于下一年引入的10nm技術(shù)相比，我們最終的目標(biāo)是將電路尺寸再縮減上50%”。