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英特爾表示:3D 封裝技術(shù)可適用于 2D 晶體管,未來可實(shí)現(xiàn)一萬億個晶體管

2022-12-05 19:24:17   作者:   來源:IT之家   評論:0  點(diǎn)擊:


 在近日的 IEDM 2022(2022 IEEE 國際電子器件會議)上,英特爾發(fā)布了多項突破性研究成果,以在未來十年內(nèi)持續(xù)推進(jìn)摩爾定律,最終實(shí)現(xiàn)在單個封裝中集成一萬億個晶體管。

  據(jù)介紹,英特爾的研究人員展示了以下研究成果:3D 封裝技術(shù)的新進(jìn)展,可將密度再提升 10 倍;超越 RibbonFET,用于 2D 晶體管微縮的新材料,包括僅三個原子厚的超薄材料;能效和存儲的新可能,以實(shí)現(xiàn)更高性能的計算;量子計算的新進(jìn)展。

  英特爾通過下一代 3D 封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)單片芯片:

  與 IEDM 2021 上公布的成果相比,英特爾在 IEDM 2022 上展示的最新混合鍵合研究將功率密度和性能又提升了 10 倍。

  通過混合鍵合技術(shù)將互連間距繼續(xù)微縮到 3 微米,英特爾實(shí)現(xiàn)了與單片式系統(tǒng)級芯片(system-on-chip)連接相似的互連密度和帶寬。

  英特爾探索通過超薄“2D”材料,在單個芯片上集成更多晶體管:

  英特爾展示了一種全環(huán)繞柵極堆疊式納米片結(jié)構(gòu),使用了厚度僅三個原子的 2D 通道材料,同時在室溫下實(shí)現(xiàn)了近似理想的低漏電流雙柵極結(jié)構(gòu)晶體管開關(guān)。這是堆疊 GAA 晶體管和超越硅材料的固有限制所需的兩項關(guān)鍵性突破。

  研究人員還展示了對 2D 電接觸材料的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的首次全面分析,有望為打造高性能、可擴(kuò)展的晶體管通道進(jìn)一步鋪平道路。

  為了實(shí)現(xiàn)更高性能的計算,英特爾帶來了能效和存儲的新可能:

  通過開發(fā)可垂直放置在晶體管上方的存儲器,英特爾重新定義了微縮技術(shù),從而更有效地利用芯片面積。英特爾在業(yè)內(nèi)率先展示了性能可媲美傳統(tǒng)鐵電溝槽電容器(ferroelectric trench capacitors)的堆疊型鐵電電容器(stacked ferroelectric capacitors),可用于在邏輯芯片上構(gòu)建鐵電存儲器(FeRAM)。

  業(yè)界首創(chuàng)的器件級模型,可定位鐵電氧化器件(ferroelectric hafnia devices)的混合相位和缺陷,標(biāo)志著英特爾在支持行業(yè)工具以開發(fā)新型存儲器和鐵電晶體管方面取得了重大進(jìn)展。

  英特爾正在為打造 300 毫米硅基氮化鎵晶圓(GaN-on-silicon wafers)開辟一條可行的路徑,實(shí)現(xiàn)了比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高 20 倍的增益,并在高性能供電指標(biāo)上打破了行業(yè)紀(jì)錄。

  英特爾正在超高能效技術(shù)上取得突破,特別是在斷電情況下也能保留數(shù)據(jù)的晶體管。對于三個阻礙該技術(shù)在室溫下完全實(shí)現(xiàn)并投入使用的障礙,英特爾的研究人員已經(jīng)解決其中兩個。

  英特爾制造用于量子計算的性能更強(qiáng)的量子位:

  英特爾的研究人員加深了對各種界面缺陷(interface defects) 的認(rèn)識,這些缺陷可能會成為影響量子數(shù)據(jù)的環(huán)境干擾(environmental disturbances),從而找到了儲存量子信息的更好方法。

 了解到,為紀(jì)念晶體管誕生 75 周年,英特爾執(zhí)行副總裁兼技術(shù)開發(fā)總經(jīng)理 Ann Kelleher 博士將于 IEDM 2022 主持一場全體會議。屆時,Kelleher 將概述半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新的路徑,即圍繞系統(tǒng)級戰(zhàn)略聯(lián)合整個生態(tài)系統(tǒng),以滿足世界日益增長的計算需求并以更有效的方式實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新,從而以摩爾定律的步伐不斷前進(jìn)。此次會議將于太平洋標(biāo)準(zhǔn)時間 12 月 5 日周一上午 9 點(diǎn) 45 分(北京時間 12 月 6 日周二凌晨 1 點(diǎn) 45 分)開始,主題為“慶祝晶體管誕生 75 周年!摩爾定律創(chuàng)新的演進(jìn)”。

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