2022年手机处理器性能排行榜1颗芯片如何集成1万亿个晶体管

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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,这不仅是因为其在计算和通信领域的广泛应用,更是因为它开启了人工智能、物联网等新时代科技的先河。然而,随着晶体管尺寸不断缩小,摩尔定律也逐渐放缓,这为我们提出了一个挑战:如何在经济和技术上继续发展新的晶体管以满足未来的需求?

为了纪念晶体管发明75周年,IEEE电子器件分会举办了一次盛会。在此活动中,Fin-FET发明者胡正明教授深入探讨了过去与未来,并且由行业领导者英特尔等公司分享他们延续摩尔定律所做出的创新成果。

胡正明教授强调:“我们需要新的晶体管”,并提供了三个理由来支持这一观点。他指出,首先,我们已经掌握了以前难以想象的能力,如高速通信、智能手机和内存储;其次,由于半导体技术能够高效利用材料并减少能源消耗,它们将持续改变全球各个行业;最后,从理论上讲,即使信息处理能量理论上可以降低到今天水平的一千分之一以下,但目前还没有达到这种理论效率,而其他大多数技术已经接近或超过其理论极限。

尽管如此,为何我们的世界仍然需要更好的晶体管?胡正明教授解释说:“我相信,在应对全球变暖方面,半导體技術現在並將繼續扮演關鍵角色,因為氣候變化可能會對社會、經濟及個人的生活帶來巨大的影響。”

虽然研发制造新的晶体元件面临重重困难,但业界仍有信心。这包括采用环栅(GAA)结构的3D CMOS,以及使用过渡金属硫化物作为通道材料,以改善短沟道效应。此外,还有关于3D封装技术进一步提升单个设备中晶体元件数量的研究进展。

英特尔预计到2030年,将实现每颗芯片中的1万亿个晶体元件数量翻倍,从而进入一个全新时代。要达成这个目标,不仅需要企业投入大量资金,也需要持续探索各种可行性方案。

当一颗芯片里包含1万亿个微小但功能强大的组成部分时,我们将见证怎样一种革命性的变化发生?这不仅是一个科学问题,也是一个对于未来的深刻思考。