手机CPU天梯图揭秘1颗芯片如何集成1万亿个晶体管
回顾历史，晶体管的诞生在1947年的12月，是人类科技史上一个重要的里程碑。肖克利和他的团队将这一器件命名为晶体管，从此，这一小巧的电子元件开始改变世界。随着时间的流逝，晶体管不仅在物理尺寸上不断减小，而且其性能也得到了极大的提升。
然而，在2022年，我们面临的是一个新的挑战：如何继续推动摩尔定律，即每两年半导体中晶体管数量翻倍？为了纪念晶体管发明75周年，IEEE组织了一场活动，其中包括对过去进行回顾以及分享延续摩尔定律所做出的技术创新。
胡正明教授强调：“我们需要新的晶体管”，并提供了三个理由支持这一观点。他认为随着新技术的涌现、材料使用效率提高以及理论上的能量消耗潜力还有很大空间，可以进一步减少信息处理所需能量。
尽管研发新型晶体管面临经济和技术上的困难，但业界仍然在努力寻找解决方案。例如，Fin-FET已经成为一种进步，但由于其发展有限，现在正在研究采用3D CMOS结构中的环栅（GAA）制造新型晶体管。此外，一种名为过渡金属硫化物材料作为通道材料被提出，它具有较好的电子流动性，并且只有三原子厚度，有天然优势。
英特尔也在这方面进行了大量研究，他们展示了一种全环绕栅极堆叠式纳米片结构，使用了厚度仅有三原子的2D通道材料，同时实现了室温下的低漏电流双栅极结构开关。此外，还有3D封装技术可以进一步提升单个设备中的晶体管数目。
英特尔预测，从2023年到2030年，由于不断突破，每颗芯片中可能会达到1万亿个晶体管。这一目标要求持续投入研发，并尝试更多可行的技术。当这一目标实现时，我们或许能够见证一个完全不同的世界。
