Intel宣布在微處理器晶體管設計上取得了一項重大的突破，沿用50多年的傳統(tǒng)硅晶體管將實現(xiàn)3D架構，Intel將其命名Tri-Gate。
32nm二維晶體管與22nm三維晶體管對比
其實早在2002年Intel即發(fā)現(xiàn)了這一技術，現(xiàn)在Intel把它融入到22nm的“Ivy Bridge”芯片，Ivy Bridge晶體管的數(shù)量將達到10億。
Intel發(fā)明3D晶體管技術 22nm工藝采用
3D Tri-Gate晶體管架構將取代現(xiàn)有的2D架構，不僅僅在CPU領域，手機和消費電子等都將應用這一技術。
有效提高單位面積晶體管的數(shù)量
Intel3D Tri-Gate晶體管機構技術的實現(xiàn)，使得單位面積內(nèi)的晶體管數(shù)量得到極大的提高，以往芯片受限于面積限制而無法設計更高性能的產(chǎn)品將不會存在了。
22nm 3D Tri-Gate晶體管模型圖
3D Tri-Gate使用一個薄得不可思議的三維硅鰭片取代了傳統(tǒng)二維晶體管上的平面柵極，形象地說就是從硅基底上站了起來。硅鰭片的三個面都安排了一個柵極，其中兩側(cè)各一個、頂面一個，用于輔助電流控制，而2-D二維晶體管只在頂部有一個。由于這些硅鰭片都是垂直的，晶體管可以更加緊密地靠在一起，從而大大提高晶體管密度。
3D Tri-Gate晶體管結構的優(yōu)勢
這種設計可以在晶體管開啟狀態(tài)(高性能負載)時通過盡可能多的電流，同時在晶體管關閉狀態(tài)(節(jié)能)將電流降至幾乎為零，而且能在兩種狀態(tài)之間極速切換。Intel還計劃今后繼續(xù)提高硅鰭片的高度，從而獲得更高的性能和效率。
顯著提升供電效率，降低能耗
全新的3D Tri-Gate能夠提供同等性能的同時，功耗降低一半。新的接口極大的減少了漏電率。閾值電壓可以得到極大的降低。
晶體管工作在更低的電壓下，功耗也會得到顯著下降，而我們關心的處理器的工作頻率也會得到相應的提高
電壓降低0.2V
相比現(xiàn)在的32nm制程，處理器電壓可降低0.2V。
即使在同等電壓下，新的22nm 3D Tri-Gate晶體管架構性能也可提升37%。
加速移動處理芯片的步伐
我們知道移動芯片嚴重的依賴功耗和體積，Intel 3D Tri-Gate將會在未來應用到這一領域。
相對于傳統(tǒng)的2D晶體管結構，晶體管的數(shù)量將得到極大提高，我們印象中的嵌入式芯片的性能將媲美傳統(tǒng)處理器。而移動設備的續(xù)航時間也會隨著芯片功耗的降低得到提高。
在新的3D Tri-Gate晶體管架構的帶動下，移動設備將迎來新的黃金發(fā)展時期，技術的更新速度將明顯加快，同時將會有越來越多的產(chǎn)品面世，屆時整個行業(yè)將會出現(xiàn)欣欣向榮的局面。
延續(xù)摩爾定律
平面晶體管數(shù)量的提升只能純粹的依靠新的工藝，3D Tri-Gate技術的引入，晶體管數(shù)量提升就變得非常容易了，摩爾定律將會依舊成立。
從Intel這份路線圖上面我們可以看到不僅僅是22nm，更新的14nm，10nm技術也在不久的未來推出。
Tick-Tock成功延伸
之前單鰭片晶體管、多鰭片晶體管、三柵極SRAM單元、三柵極后柵極(RMG)終于擺脫實驗，步入了真實軌道， Intel可將這一技術用于大批量的微處理器芯片生產(chǎn)流水線，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。
“晶體管將變得更小、更便宜也更加高效”，摩爾定律也有望迎來新的發(fā)展篇章。
3D Tri-Gate試水Ivy Bridge
按照Intel的規(guī)劃，Ivy Bridge芯片將首次使用這一技術，之前我們關于Ivy Bridge介紹時提到芯片的架構改變不大。而現(xiàn)在Intel給Ivy Bridge注入3D Tri-Gate這一元素后，相信我們認識的22nm版本“Sandy Bridge”將會獲得質(zhì)的飛躍。
22nm 3D Tri-Gate成功的實現(xiàn)了性能的飛躍，同時功耗也得到極大降低，在晶體管關閉狀態(tài)將電流降至幾乎為零，而且能在兩種狀態(tài)之間極速切換。
22nm的3D Tri-Gate晶體管立體結構在單位面積承載更多的晶體管數(shù)量，助Ivy Bridge晶體管數(shù)量成功突破10億。
伴隨處理性能提升，顯示性能的增強，22nm Ivy Bridge無疑會成為Intel的劃時代意義的產(chǎn)品，我們將拭目以待。 |
