如何在单一芯片中集成100亿个晶体管全方位探索各种芯片型号
回顾自1947年晶体管诞生至今，人类已实现了前所未有的技术飞跃。随着时间的推移，我们对晶体管的需求日益增长，但其发展也面临瓶颈。如何延续摩尔定律成为当下最重要的问题。
2022年，我们仍需新型晶体管
为了纪念晶体管发明75周年，IEEE电子器件分会举办了一场活动。在此次活动中，Fin-FET发明者胡正明教授回顾了过去，并由行业领先者分享他们在延续摩尔定律方面的创新成果。
我们是否需要更好的晶体管？
胡正明教授给出了肯定的答案：“是的，我们需要新的晶体管”，并提出三点理由：
新能力带来新技术：计算、高速通信、互联网、智能手机等都依赖于高性能芯片。
应用广泛，无材料限制：半导体技术能大幅减少使用材料和能源，同时提高效率。
能源消耗理论可降低：虽然目前尚未达到理论极限，但理论上有可能将能源消耗降至今天的一千分之一。
2030年，一颗芯片可集成100亿个晶体管
研发新型晶体板确实面临经济和技术上的挑战。但英特尔等企业正在致力于克服这些困难。历史上，每隔一段时间就出现重大挑战，如1980年代动态功耗问题和2000-2010年的静态功耗挑战，都被解决后再次进入平稳时期。
现在，Fin-FET进步已经有限，因此业界转向新的3D CMOS结构环栅制造方法。此外，英特尔采用RibbonFET结构以缩小尺寸但遇到短沟道效应问题。学术界提出了使用过渡金属硫化物作为通道材料，这种材料具有优异的电子流动性。
英特尔展示了全环绕栅极堆叠式纳米片结构，该结构利用厚度仅三个原子的2D通道材料，在室温下实现理想开关效果。此外，3D封装技术也有望提升单设备中的晶体管数量。而混合键合技术则进一步缩小互连间距，将与系统级芯片连接密度相似。
尽管未来实现如此微缩是一个巨大的任务，但英特尔仍然积极投入研发，以期在2030年之前，每颗芯片能集成1万亿个晶体管。这将彻底改变我们的世界。（雷峰网(公众号：雷峰网)）
