32 納米之后的摩爾定律

　　按：2010英特爾信息技術(shù)峰會(huì)(IDF)定于4月13日至14日在北京舉行，英特爾技術(shù)與制造事業(yè)部高級(jí)院士、制程架構(gòu)與集成部 門總監(jiān)馬博(Mark T. Bohr)在此次峰會(huì)前，撰寫(xiě)了這篇博文，與中國(guó)讀者分享32納米制程之后的摩爾定律發(fā)展趨勢(shì)。以下為博文譯文：

　　2009年11月，英特爾宣布，基于全新一代32納米邏輯技術(shù)的英特爾微處理器已全面投入批量生產(chǎn)。對(duì)于制程開(kāi)發(fā)和芯片設(shè)計(jì)工程師團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這是一 個(gè)振奮人心的里程碑。從研究階段到批量生產(chǎn)，這項(xiàng)創(chuàng)新的、極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)讓他們付出了多年的心血和精力。但是，摩爾定律是一個(gè)殘酷無(wú)情的 “監(jiān)工”。就在最新技術(shù)剛剛投入生產(chǎn)，您認(rèn)為可以暫時(shí)停下腳步好好休息一下時(shí)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)，下一代技術(shù)在兩年后就要按時(shí)推出，再過(guò)兩年又一代新技術(shù)……

　　通過(guò)簡(jiǎn)單地縮小垂直尺寸和水平尺寸來(lái)開(kāi)發(fā)新一代晶體管技術(shù)的時(shí)代早已過(guò)時(shí)。取代 “傳統(tǒng)”形式的技術(shù)升級(jí)，現(xiàn)在我們必須連續(xù)開(kāi)發(fā)新材料和新結(jié)構(gòu)，提供更小的尺寸，滿足人們對(duì)高密度、高性能和低能耗的要求。

　　在130納米時(shí)代，銅制互連材料取代了鋁制互連材料，顯著降低了電阻。在90納米時(shí)代，我們發(fā)明了應(yīng)變硅晶體管，大幅提升了性能。

　　在45納米時(shí)代，我們引入了革命性的高k金屬柵極晶體管，不僅提升了性能，還降低了漏電能耗。

　　在32納米時(shí)代，我們引入了第二代高k金屬柵極晶體管，在性能和低能耗方面又向前邁進(jìn)了一大步。

　　不久，我們將迎來(lái)22納米時(shí)代。這種趨勢(shì)會(huì)延續(xù)下去嗎?我們能繼續(xù)發(fā)明新材料和新結(jié)構(gòu)，繼續(xù)縮小晶體管尺寸嗎?或者，摩爾定律會(huì)發(fā)生改變或者發(fā)展 速度會(huì)逐漸放緩嗎?

　　摩爾定律發(fā)展和晶體管尺寸收縮并未顯露出任何速度放緩的蛛絲馬跡，但卻表現(xiàn)出了一些改變的跡象，這對(duì)于消費(fèi)者和大型數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)都是一件好事。英特 爾總會(huì)按時(shí)發(fā)布新一代制程技術(shù)，而且是每?jī)赡臧l(fā)布一次，周而復(fù)始。英特爾第一批32納米產(chǎn)品首次發(fā)運(yùn)時(shí)間，距離第一批45納米產(chǎn)品問(wèn)世整整兩年，而且早于 行業(yè)中的任何其它廠商。我們正按部就班準(zhǔn)備將22納米技術(shù)投入生產(chǎn)，預(yù)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品于2011年下半年生產(chǎn)就緒。

　　英特爾研究院擁有許多新穎的晶體管和互連技術(shù)創(chuàng)新方案，包括III-V族材料、多柵極晶體管、3D堆棧等等。畢竟，不是所有研究階段的構(gòu)想都能進(jìn)入 生產(chǎn)階段，但是好的構(gòu)想肯定可以付諸實(shí)施。晶體管升級(jí)的目標(biāo)正在調(diào)整，以更好地滿足當(dāng)今的市場(chǎng)需求。新一代微處理器的首要目標(biāo)不再是實(shí)現(xiàn)很高的運(yùn)行頻率， 而是提供更高的性能和更低的能耗。無(wú)論是用于小型手持設(shè)備還是用于大型數(shù)據(jù)中心的芯片，芯片升級(jí)的主要方向都是實(shí)現(xiàn) “高能效”。于是，方向已經(jīng)發(fā)生了些許改變，而且技術(shù)選擇也非常不同，但是推動(dòng)摩爾定律向前發(fā)展所帶來(lái)的價(jià)值和興奮感，卻絲毫未減。