據(jù)外媒報(bào)道,今天,沉寂已久的計(jì)算技術(shù)界迎來(lái)了一個(gè)大新聞。勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)打破了物理極限,將現(xiàn)有最精尖的晶體管制程從14nm縮減到了1nm。晶體管的制程大小一直是計(jì)算技術(shù)進(jìn)步的硬指標(biāo)。晶體管越小,同樣體積的芯片上就能集成更多,這樣一來(lái)處理器的性能和功耗都能會(huì)獲得巨大進(jìn)步。
多年以來(lái),技術(shù)的發(fā)展都在遵循摩爾定律,即當(dāng)價(jià)格不變時(shí),集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個(gè)月翻一倍以上。眼下,我們使用的主流芯片制程為14nm,而明年,整個(gè)業(yè)界就將開始向10nm制程發(fā)展。
不過(guò)放眼未來(lái),摩爾定律開始有些失靈了,因?yàn)閺男酒闹圃靵?lái)看,7nm就是物理極限。一旦晶體管大小低于這一數(shù)字,它們?cè)谖锢硇螒B(tài)上就會(huì)非常集中,以至于產(chǎn)生量子隧穿效應(yīng),為芯片制造帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。因此,業(yè)界普遍認(rèn)為,想解決這一問題就必須突破現(xiàn)有的邏輯門電路設(shè)計(jì),讓電子能持續(xù)在各個(gè)邏輯門之間穿梭。
此前,英特爾等芯片巨頭表示它們將尋找能替代硅的新原料來(lái)制作7nm晶體管,現(xiàn)在勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室走在了前面,它們的1nm晶體管由納米碳管和二硫化鉬(MoS2)制作而成。MoS2將擔(dān)起原本半導(dǎo)體的職責(zé),而納米碳管則負(fù)責(zé)控制邏輯門中電子的流向。
眼下,這一研究還停留在初級(jí)階段,畢竟在14nm的制程下,一個(gè)模具上就有超過(guò)10億個(gè)晶體管,而要將晶體管縮小到1nm,大規(guī)模量產(chǎn)的困難有些過(guò)于巨大。
不過(guò),這一研究依然具有非常重要的指導(dǎo)意義,新材料的發(fā)現(xiàn)未來(lái)將大大提升電腦的計(jì)算能力。
據(jù)白宮官網(wǎng)報(bào)道,美國(guó)東部時(shí)間22日,2015年美國(guó)最高科技獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單公布,包括9名國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)獲得者(National Medal of Science)和8名國(guó)家技術(shù)和創(chuàng)新獎(jiǎng)(National Medal of Technology and Innovation)獲得者。其中美籍華人科學(xué)家胡正明榮獲年度國(guó)家技術(shù)和創(chuàng)新獎(jiǎng)。
胡正明教授是鰭式場(chǎng)效晶體管(FinFET)的發(fā)明者,如今三星、臺(tái)積電能做到14nm/16nm都依賴這項(xiàng)技術(shù)。他1947年出生于北京豆芽菜胡同,在***長(zhǎng)大,后來(lái)考入加州大學(xué)伯克利分校。
在華為海思麒麟950的發(fā)布會(huì)上,胡正明教授曾現(xiàn)身VCR,據(jù)他介紹,F(xiàn)inFET的兩個(gè)突破,一是把晶體做薄后解決了漏電問題,二是向上發(fā)展,晶片內(nèi)構(gòu)從水平變成垂直。
胡認(rèn)為,F(xiàn)inFET的真正影響是打破了原來(lái)英特爾對(duì)全世界宣布的將來(lái)半導(dǎo)體的限制,這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在仍看不到極限。
2010年后,Bulk CMOS工藝技術(shù)在20nm走到盡頭,胡教授的FinFET和FD-SOI工藝發(fā)明得以使摩爾定律在今天延續(xù)傳奇。
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原文標(biāo)題:1nm晶體管誕生!華人胡正明獲美國(guó)最高技術(shù)獎(jiǎng)!
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