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超密计算机芯片四倍于最强芯片

近日有公告称,由IBM牵头并投资了30亿美元的纽约州公私合作伙伴、GlobalFoundries、三星、以及设备供应商所共同实现的。半导体行业困顿在“每两年晶体管密度翻倍”的传统步伐已有段时日,而作为几十年来的行业领导者,英特尔近年来已面临技术上的挑战。

7nm芯片晶片,采用了掺锗硅(而不是纯硅)制成。此外,科技界一直对芯片能否在14nm后跨过“摩尔定律”这道坎而有所怀疑,因为历次迭代都取决于以纳秒级通断电流的基本部件的最小尺寸,而目前,业界正在从14nm到10nm的商用转型。芯片行业的每一次迭代,均可在50%的给定面积中部署一定量的电路。尽管IBM的新型芯片仍处于研究阶段,但它有望让半导体行业的缩减之路至少延续到2018年。该公司表示,他们已经制作出了包含七个纳米晶体管的样品芯片,其采用了锗硅材料(而不是纯硅)并取得了“分子大小的开关”(molecular-size switches)这一研究进展。

这种新材料有望变得让晶体管的通断变得更快,同时功耗要求更低。而这种微尺寸的晶体管也表明了业界迫切需要新的材料和新的制造技术,才能够进一步地发展。为了让大家更深刻地认识到这七个纳米晶体管的大小,IBM拿直径约2.5nm的DNA链、以及直径约7500nm的红细胞作为对比。该公司称,其有望打造出包含超过200亿晶体管的微处理器。

纽约州立大学纳米科学与工程学院的Michael Liehr(上左)和IBM公司的Bala Haranand正在检查遍布了新型芯片的晶圆。其目前尚未做好商业化生产的准备。斯坦福大学电力工程系Robust Systems Group主任Subhashish Mitra表示:“我并不感到惊讶,因为这符合路线图上的预测,即使它有如梦幻”。此外,尽管IBM已经摆脱了大部分的计算机半导体制造产能(GlobalFoundries于上周完成了对IBM微电子部门的收购),但公告显示,该公司仍有兴趣支持国家高科技制造基地。纽约州Seaford咨询公司Envisioneering的总裁hard Doherty表示:“这使得IBM可以将自己摆到‘绅士赌徒’的位置上,而不是成为赛马的主人。在这场竞赛中,该公司仍占有一席之地”。IBM现已将其最新技术授权给了包括GlobalFoundries在内的诸多制造商,并为博通(Broadcom)、高通和AMD等公司代工新品,而半导体行业必须立即决定是否将赌注压到IBM的锗硅技术上。

最后,业界还必须应对极紫外线(EUV)光刻在接近于原子尺寸时该如何转型。此前,英特尔表示有方法抵近7nm制程,不过该公司并未表示这一代芯片是否有可能到来。IBM亦拒绝对“这项技术将于何时开始商业化生产”置评。台积电已在今年表示其计划于2017年开始试产7nm芯片,不过该公司并未向IBM一样拿出原型芯片。而新一代极紫外光刻设备能否满足长曝光时间的要求,将成为高速制造业务的关键。因为即使最轻微的震动,都会对光蚀刻线路造成破坏,所以业内不得不专门建造一座“绝对稳定”的建筑,以便将震动和设备隔绝开来。IBM方面表示,财团现已看到使用极紫外光刻的商业制造业务上的一种途径。该公司半导体研究副总裁穆克什·哈雷(Mukesh Khare)表示:“迄今为止的演示都发生在研究实验室里,而不是一座生产工厂中。与业界计划于下一年引入的10nm技术相比,我们最终的目标是将电路尺寸再缩减上50%”。

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