據(jù)外媒報道,今天,沉寂已久的計算技術(shù)界迎來了一個大新聞。勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團隊打破了物理極限,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算技術(shù)進步的硬指標。晶體管越小,同樣體積的芯片上就能集成更多,這樣一來處理器的性能和功耗都能會獲得巨大進步。
多年以來,技術(shù)的發(fā)展都在遵循摩爾定律,即當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個月便會增加一倍,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,整個業(yè)界就將開始向10nm制程發(fā)展。
不過放眼未來,摩爾定律開始有些失靈了,因為從芯片的制造來看,7nm就是物理極限。一旦晶體管大小低于這一數(shù)字,它們在物理形態(tài)上就會非常集中,以至于產(chǎn)生量子隧穿效應,為芯片制造帶來巨大挑戰(zhàn)。因此,業(yè)界普遍認為,想解決這一問題就必須突破現(xiàn)有的邏輯門電路設計,讓電子能持續(xù)在各個邏輯門之間穿梭。
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制作7nm晶體管,現(xiàn)在勞倫斯伯克利國家實驗室走在了前面,它們的1nm晶體管由納米碳管和二硫化鉬(MoS2)制作而成。MoS2將擔起原本半導體的職責,而納米碳管則負責控制邏輯門中電子的流向。
眼下,這一研究還停留在初級階段,畢竟在14nm的制程下,一個模具上就有超過10億個晶體管,而要將晶體管縮小到1nm,大規(guī)模量產(chǎn)的困難有些過于巨大。
不過,這一研究依然具有非常重要的指導意義,新材料的發(fā)現(xiàn)未來將大大提升電腦的計算能力。
據(jù)白宮官網(wǎng)報道,美國東部時間22日,2015年美國最高科技獎獲獎名單公布,包括9名國家科學獎獲得者(National Medal of Science)和8名國家技術(shù)和創(chuàng)新獎(National Medal of Technology and Innovation)獲得者。其中美籍華人科學家胡正明榮獲年度國家技術(shù)和創(chuàng)新獎。
胡正明教授是鰭式場效晶體管(FinFET)的發(fā)明者,如今三星、臺積電能做到14nm/16nm都依賴這項技術(shù)。他1947年出生于北京豆芽菜胡同,在***長大,后來考入加州大學伯克利分校。
在華為海思麒麟950的發(fā)布會上,胡正明教授曾現(xiàn)身VCR,據(jù)他介紹,F(xiàn)inFET的兩個突破,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。
胡認為,F(xiàn)inFET的真正影響是打破了原來英特爾對全世界宣布的將來半導體的限制,這項技術(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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原文標題:1nm晶體管誕生!華人胡正明獲美國最高技術(shù)獎!
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