IBM于紐約時間5月6日在其官網宣布制造出世界上第一顆2nm芯片，揭開了半導體設計和工藝方面的突破。

IBM預計與當今最新一代的AMD最新一代CPU和GPU所采用的最先進的7nm芯片相比，2nm芯片將實現提高45%的性能或降低75%的功耗。該芯片的制造者為IBM奧爾巴尼研究室（IBM Research Albany），該實驗室與三星和英特爾簽署了聯合技術開發協議，商定合作使用IBM的芯片制造技術。目前擔任IBM混合云研究副總裁的MukeshKhare帶領其完成了2納米技術的突破。

在這個芯片上，IBM用上了一個被稱為納米片堆疊的晶體管，它將NMOS晶體管堆疊在PMOS晶體管的頂部，而不是讓它們并排放置以獲取電壓信號并將位從1翻轉為零或從0翻轉為1。這些晶體管有時也稱為gateallaround或GAA晶體管，這是當前在各大晶圓廠被廣泛采用的3D晶體管技術FinFET的接班人。

FinFET晶體管將晶體管的源極和漏極通道拉入柵極，而納米片將多個源極和漏極通道嵌入單個柵極以提高密度。

IBM采用2納米工藝制造的測試芯片，每平方毫米面積上的晶體管數量平均下來是3．3億個，在指甲大小的芯片中，一共容納了500億個晶體管。在IBM的這個實現方案下，納米片有三層，每片的寬度為40納米，高度為5納米。（注意，這里沒有測量的特征實際上是在2納米處。

2納米芯片的制造還包括首次使用所謂的底部電介質隔離，它可以減少電流泄漏，因此有助于減少芯片上的功耗。重要的是，IBM這個芯片上的所有關鍵功能都將使用EUV光刻技術進行蝕刻，IBM也已經弄清楚了如何使用單次曝光EUV來減少用于蝕刻芯片的光學掩模的數量。

這樣的改善帶來的最終結果是，制造2納米芯片所需的步驟要比7納米芯片少得多，這將促進整個晶圓廠的發展，并可能也降低某些成品晶圓的成本。與當前將使用在Power10芯片的7納米制程相比，這種2納米制程有望將速度提高45%或以相同速度運行，將功耗降低75%。

本文整合自：Ai芯天下、OFweek

責任編輯：符乾江