集成电路工资太高了1颗芯片如何集成1万亿个晶体管
回顾晶体管的75年历史,人类从1947年的第一代半导体放大器到现在,晶体管已经成为了现代技术的基石。然而,随着晶体管尺寸的不断缩小,我们面临着新的挑战:如何延续摩尔定律?2022年,我们仍然需要新型晶体管。
IEEE Electron Device Society组织了一场纪念活动,以庆祝晶体管发明75周年。Fin-FET发明者胡正明教授在活动中对晶体管进行了回顾,并分享了业界领先者的技术创新。胡正明教授给出了三个理由说明我们还需要更好的晶体管:
首先,随着技术的进步,我们获得了前所未有的能力,如计算和高速通信、互联网、智能手机等;其次,半导体技术广泛应用于改变所有领域,同时IC使用较少材料并且正在变得越来越小;第三,从理论上讲,可以通过减少能量消耗达到今天所需能量的一千分之一以下。
2030年之前,我们预计单颗芯片可以容纳1万亿个晶体管。但是研发制造出新的晶体片已经非常困难,无论是在经济上还是在技术上都遇到了挑战。
英特尔正在采用环栅(GAA)结构和3D CMOS结构制造新型晶 体 管,并且他们正在研究使用过渡金属硫化物作为通道材料。此外,他们也在探索3D封装技术以进一步提升单个设备中的芯片数量。此一工程将持续进行直至2030年,当时每颗芯片预计可含有1万亿个微观元件,这将彻底改变我们的世界形态。