芯片封测龙头股排名前十1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电子技术的基石。然而,在摩尔定律逐渐放缓的今天,我们是否还能继续依赖这些传统晶体管?IEEE Electron Device Society 的活动中,Fin-FET发明者胡正明教授提出了三个理由来支持我们需要新的晶体管:首先,是由于新能力和技术的不断涌现;其次,是因为半导体技术在材料和能源使用上的优势;最后,是由于理论上可以实现更高效能量处理。
尽管研发新的晶体管面临着经济和技术挑战,但科学家们并未停止探索。过去,每当遇到瓶颈时,科技就迎来了新的突破,如CMOS替代NMOS、3D Fin-FET等。在当前阶段,业界正在采用环栅(GAA)制造新型晶体管,而英特尔则利用RibbonFET结构试图进一步缩小尺寸。不过,这也带来了短沟道效应的问题。学术界提出了使用过渡金属硫化物作为通道材料以解决这一问题。
英特尔在2D材料研究方面取得了进展,并展示了一种全环绕栅极堆叠式纳米片结构,该结构使用了厚度仅三个原子的2D通道材料,同时在室温下实现了低漏电流双栅极结构晶体管开关。此外,3D封装技术也被认为有潜力提升单个设备中的晶体管数量。
通过混合键合技术将互连间距微缩到3微米,并且将多芯片互连所需的无机材料与封装厂工艺兼容,可以进一步提高性能。此举预计会使得单个设备中的晶体 管数目从2023年的1千亿增长到2030年的1万亿,为此英特尔等企业需要持续投入研发尝试更多可行方案。当一颗芯片中就可以容纳1万亿个晶体管时,我们世界又会变成什么样?这仍然是未知之谜,但无疑,这是一个值得期待和探索的话题。