能夠降低85%的能耗IBM和三星的新晶片設計為什麼這麼牛?
IBM 和三星在半導體設計上再取得新進展! 據這兩家公司稱,他們研發出了一種在晶元上垂直堆疊晶體管的新設計。 而在之前的設計中,晶體管是被平放在半導體表面上的。 新的垂直傳輸場效應晶體管 (VTFET) 設計旨在取代當前用於當今一些最先進晶元的 FinFET 技術,並能夠讓晶片上的晶體管分佈更加密集。
這樣的佈局將讓電流在晶體管堆疊中上下流動,而在目前大多數晶元上使用的設計中,電流則是水平流動的。
半導體的垂直設計開始已久,並從現在通用的FinFET技術中獲得了一定的靈感。 據悉,儘管其最初的工作重點是晶元元件的堆疊而不是優化晶體管的排布,英特爾未來將主要朝著這個方向進行開發與設計。
當然這也有據可循:當平面空間已經更難讓晶體管進行堆疊時,唯一真正的方向(除了物理縮小晶體管技術)是向上。
雖然我們距離實際消費類晶元中使用 VTFET 設計還有很長的路要走,但英特爾和三星兩家公司正強勢發聲。 他們指出 VTFET 晶片可以讓設備「性能提高兩倍或能源使用減少 85%」。
IBM 和三星還雄心勃勃地提出了一些大膽的想法,比如”手機充一次電用一周”。 這能讓能源密集型的產業能耗大幅降低,比如數據加密;同時,這項技術甚至也可以為更強大的物聯網設備甚至航太器賦能。
IBM此前曾在今年早些時候展示過它的首款 2nm 晶片。 該晶元採用了與之前不同的方式來填充更多晶體管,方法是使用現有的 FinFET 設計擴大可以安裝在晶片上的數量。
然而,VTFET技術則是更進一步,儘管距離我們看到使用這項技術的晶片面世還有很長一段時間。
然而IBM也不是唯一一家展望未來生產的公司。 英特爾在今年夏天公佈了其即將推出的 RibbonFET(英特爾首款全環柵晶體管)設計,這是其在FinFET技術上獲得的專利。
這項技術將成為英特爾 20A 代半導體產品的一部分,而 20A 代晶片則計畫於 2024 年開始量產。
最近,IBM還宣佈了自己的堆疊晶體管技術計劃,並將其作為RibbonFET未來的次世代產品。