首頁 > 互聯網 >

英特爾未來技術發展方向:互連密度提升10倍以上 晶體管微縮面積提升30%至50%

12月14日消息,在不懈推進摩爾定律的過程中,英特爾公布了在封裝、晶體管和量子物理學方面的關鍵技術突破,這些突破對推進和加速計算進入下一個十年至關重要。在2021 IEEE 國際電子器件會議(IEDM)上,英特爾概述了其未來技術發展方向,即通過混合鍵合(hybrid bonding)將在封裝中的互連密度提升 10 倍以上,晶體管微縮面積提升 30% 至 50%,在全新的功率器件和內存技術上取得重大突破,基于物理學新概念所衍生的新技術,在未來可能會重新定義計算。

英特爾高級院士兼組件研究部門總經理 Robert Chau 表示:“在英特爾,為持續推進摩爾定律而進行的研究和創新從未止步。英特爾的組件研究團隊在 IEDM 2021 上分享了關鍵的研究突破,這些突破將帶來革命性的制程工藝和封裝技術,以滿足行業和社會對強大計算的無限需求。這是我們最優秀的科學家和工程師們不懈努力的結果,他們將繼續站在技術創新的最前沿,不斷延續摩爾定律。”

摩爾定律滿足了從大型計算機到移動電話等每一代技術的需求,并與計算創新同步前行。如今,隨著我們進入一個具有無窮數據和人工智能的計算新時代,這種演變仍在繼續。

持續創新是摩爾定律的基石,英特爾的組件研究團隊致力于在三個關鍵領域進行創新:第一,為提供更多晶體管的核心微縮技術;第二,在功率器件和內存增益領域提升硅基半導體性能;第三,探索物理學新概念,以重新定義計算。眾多突破摩爾定律昔日壁壘并出現在當前產品中的創新技術,都源自于組件研究團隊的研究工作,包括應變硅、高 K- 金屬柵極技術、FinFET 晶體管、RibbonFET,以及包括 EMIB 和 Foveros Direct 在內的封裝技術創新。

在 IEDM 2021 上披露的突破性進展表明,英特爾正通過對以下三個領域的探索,持續推進摩爾定律,并將其延續至 2025 年及更遠的未來。

一、為在未來的產品中提供更多的晶體管,英特爾正針對核心微縮技術進行重點研究:

·英特爾的研究人員概述了混合鍵合互連中的設計、制程工藝和組裝難題的解決方案,期望能在封裝中將互連密度提升 10 倍以上。在今年 7 月的英特爾加速創新:制程工藝和封裝技術線上發布會中,英特爾宣布計劃推出 Foveros Direct,以實現 10 微米以下的凸點間距,使 3D 堆疊的互連密度提高一個數量級。為了使生態系統能從先進封裝中獲益,英特爾還呼吁建立新的行業標準和測試程序,讓混合鍵合芯粒(hybrid bonding chiplet)生態系統成為可能。

·展望其 GAA RibbonFET(Gate-All-Around RibbonFET)技術,英特爾正引領著即將到來的后 FinFET 時代,通過堆疊多個(CMOS)晶體管,實現高達 30% 至 50% 的邏輯微縮提升,通過在每平方毫米上容納更多晶體管,以繼續推進摩爾定律的發展。

·英特爾同時也在為摩爾定律進入埃米時代鋪平道路,其前瞻性的研究展示了英特爾是如何克服傳統硅通道限制,用僅有數個原子厚度的新型材料制造晶體管,從而實現在每個芯片上增加數百萬晶體管數量。在接下來的十年,實現更強大的計算。

二、英特爾為硅注入新功能:

·通過在 300 毫米的晶圓上首次集成氮化鎵基(GaN-based)功率器件與硅基 CMOS,實現了更高效的電源技術。這為 CPU 提供低損耗、高速電能傳輸創造了條件,同時也減少了主板組件和空間。

·另一項進展是利用新型鐵電體材料作為下一代嵌入式 DRAM 技術的可行方案。該項業界領先技術可提供更大內存資源和低時延讀寫能力,用于解決從游戲到人工智能等計算應用所面臨的日益復雜的問題。

三、英特爾正致力于大幅提升硅基半導體的量子計算性能,同時也在開發能在室溫下進行高效、低功耗計算的新型器件。未來,基于全新物理學概念衍生出的技術將逐步取代傳統的 MOSFET 晶體管:

·在 IEDM 2021上,英特爾展示了全球首例常溫磁電自旋軌道(MESO)邏輯器件,這表明未來有可能基于納米尺度的磁體器件制造出新型晶體管。

·英特爾和比利時微電子研究中心(IMEC)在自旋電子材料研究方面取得進展,使器件集成研究接近實現自旋電子器件的全面實用化。

·英特爾還展示了完整的 300 毫米量子比特制程工藝流程。該量子計算工藝不僅可持續微縮,且與 CMOS 制造兼容,這確定了未來研究的方向。

責任編輯:Rex_15

国产欧美日产一区二区三区