2023年最新处理器排行榜1颗芯片如何集成1万亿个晶体管
在2023年，随着晶体管的发明75周年之际，人们不禁思考：我们是否还需要更好的晶体管？胡正明教授在IEEE（电气与电子工程师协会）电子器件分会（E lectron Device Society）的活动中给出了肯定的回答。他提出了三个理由来支持这一观点。首先，他指出晶体管的不断改进已经赋予人类前所未有的新能力，如计算和高速通信、互联网、智能手机等。其次，晶体管广泛应用正在改变所有技术、工业和科学，而半导体技术的演进并没有受到材料和能源使用限制。最后，他强调理论上信息处理能量可以进一步减少到今天所需能量的千分之一以下，这是其他大部分技术无法达到的。
为了纪念这一重要日子，学术界和产业界都在积极探索新的技术创新以延续摩尔定律。在研发制造新的晶体管方面，无论是在经济上还是技术上，都面临着新的挑战。不过，在过去几十年里，我们已经见证了多次对抗挑战并取得突破的情况，比如1980年代采用CMOS替代NMOS和双极技术，以及2000至2010年的多核处理器架构解决静态功耗问题。
目前，最有希望的一种方法是采用一种新的3D CMOS结构的环栅（GAA）制造新型晶体管。这项技术已经被英特尔等行业领导者采纳，并且他们正在研究如何使用非硅材料作为通道材料，以克服当前Fin-FET结构带来的性能提升有限的问题。此外，3D封装技术也提供了一条路径，用来进一步增加单个设备中的晶体管数量。
据预测，从2023年到2030年，我们将看到单个芯片中的晶体管数目翻10倍，从1千亿个增长到1万亿个。要实现这个目标，将需要持续投入研发，并尝试更多可行的解决方案。当一颗芯片能够容纳1万亿个晶体管时，我们可能会迎来一个全新世界，其中计算能力无限扩展，对人工智能、大数据分析以及各种高科技产品产生深远影响。
