RSS订阅3D三维晶体管
贡献者：不爱吃窝瓜 浏览：849次 创建时间：2015-11-04
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目录
1 简介
2 特点
3 优势
4 发展历程
简介
世界上第一个3-D三维晶体管“Tri-Gate”由Intel于2011年5月6日宣布
研制成功，这项技术被称为“年度最重要技术”，3-D Tri-Gate三维晶体管相比于32nm平面晶体管可带来最多37%的性能提升，而且同等性能下的功耗减少一半，这意味着它们更加适合用于小型掌上设备。
特点
3-D Tri-Gate使用一个薄得不可思议的三维硅鳍片取代了传统二维晶体管上的平面栅极，形象地说就是从硅基底上站了起来。硅鳍片的三个面都安排了一个栅极，其中两侧各一个、顶面一个，用于辅助电流控制，而2-D二维晶体管只在顶部有一个。由于这些硅鳍片都是垂直的，晶体管可以更加紧密地靠在一起，从而大大提高晶体管密度。
优势
这种设计可以在晶体管开启状态(高性能负载)时通过尽可能多的电流，同时在晶体管关闭状态(节能)将电流降至几乎为零，而且能在两种状态之间极速切换(还是为了高性能)。Intel还计划今后继续提高硅鳍片的高度，从而获得更高的性能和效率。
Intel声称，22nm 3-D Tri-Gate三维晶体管相比于32nm平面晶体管可带来最多37%的性能提升，而且同等性能下的功耗减少一半，这意味着它们更加适合用于小型掌上设备。
发展历程
随着摩尔定律的进步越来越艰难，科学家们也早就意识到了3-D结构晶体管的必要性。事实上，Intel早在2002年就宣布了3-D晶体管设计，先后经过了单鳍片晶体管展示(2002年)、多鳍片晶体管展示(2003年)、三栅极SRAM单元展示(2006年)、三栅极后栅极(RMG)工艺开发(2007年)，直至今日方才真正成熟。这一突破的关键之处在于，Intel可将其用于大批量的微处理器芯片生产流水线，而不仅仅停留在试验阶段。摩尔定律也有望从此掀开新的篇章。
英特尔今天表示，在微处理器上实现了历史性的技术突破：成功开发世界首个3D晶体管，名叫Tri-Gate。据英特尔介绍说，3-D Tri-Gate晶体管能够支持技术发展速度，它能让摩尔定律延续数年。该技术能促进处理器性能大幅提升，并且可以更节能，新技术将用在未来22纳米设备 中，包括小的手机到大的云计算服务器都可以使用。
根据英特尔的解释，公司重新为芯片设计了电子开关（即晶体管），在过去开关是平面的，现在增加了第三维， 它由硅基向上突出。例如，当土地有限，要增加办公室就可以盖摩天大楼。新的3D晶体管道理与此相似。
英特尔展示了22纳米处理器，代号为Ivy Bridge，它将是首款使用3-D Tri-Gate晶体管的量产芯片。3-D晶体管和2-D平面晶体管有本质性的区别，它不只可以用在电脑、手机和消费电子产品上，还可以用在汽车、宇宙飞 船、家用电器、医疗设备和其它多种产品中。
英特尔CEO欧德宁说：“英特尔的科学家和工程师曾经重新发明晶体管，这一次利用了3D架构。很让人震惊，改变世界的设备将被创造出来，我们将把摩尔定律带入新的领域。”
长久以来，科学家就认识到3D架构可以延长摩尔定律时限。这次突破可以让英特尔量产3-D Tri-Gate晶体管，从而进入到摩尔定律的下一领域。
摩尔定律认为由于硅技术的发展，每2年晶体管密度就会翻倍，它能增强功能和性能，降低成本。在过去四十年里，摩尔定律成为半导体产业的基本商业模式。
通过使用3D晶体管，芯片可以在低电压和低泄露下运行，从而使性能和能耗取得大幅改进。在低电压条件下，22纳米的3-D Tri-Gate晶体管比英特尔32纳米平面晶体管性能提高37%。这意味着它能用在许多小的手持设备中。另外，在相同的性能条件下，新的晶体管耗电不及 2D平板晶体管、32纳米芯片的一半。
首款3-D Tri-Gate晶体管22纳米芯片代号为Ivy Bridge，英特尔今天展示了该芯片，它能用在笔记本、服务器和台式机中。Ivy Bridge家族的芯片将成为首个大量生产的3-D Tri-Gate晶体管芯片，它将在年底开始量产。3-D Tri-Gate晶体管还将用在凌动芯片中。
解读：对ARM构成威胁
英特尔推出下一代芯片技术，在微处理器装上更多的晶体管，并希望借此帮助公司掌握平板、智能手机市场的话语权。
按照英特尔的计划，2011年底将推出采用新技术的芯片，提供给服务器和台式机、笔记本，它还会为移动设备开发新的处理器。
采用3D晶体管的英特尔芯片可能会给ARM构成威胁，毕竟ARM是现任移动市场的老大。
受新技术发布消息刺激，ARM的股价今天大跌7.3%，在伦敦收于5.58英磅。
Matrix分析师阿德里安(Adrien Bommelaer)认为，英特尔是否能迅速闯进ARM的后院，这还没有定论。他说：“英特尔显然想跳出核心PC市场的范围。关键问题是‘它们能推出一款 处理器，足够强大，可以在移动计算领域一争高下吗？’”“它们将推出新的芯片，比上一代32纳米芯片节能50%，朝正确方向前进了一大步，但是否足够？我 不知道。要知道ARM自己的能效也在进步。”
据英特尔说22纳米的芯片性能比现在的32纳米芯片更高。为了扩大制程技术的优势，赶上移动竞赛，上个月英特尔将2011年资本开支提高到102亿美元，原定数额为90亿美元，目的是落实12纳米制程的开发。
在制程工艺上，英特尔大大领先于其它芯片商，它可以制造更快更高效的处理器。
自20世纪60年代以来，英特尔和其它半导体企业投入数十亿美元搞研发，每两年让芯片上的晶体管数量翻倍，从而方便产品进入到更小更快的小电子 产品中。随着时间的推进，开发和使用先进制程技术成本过高，许多企业无法负担。但分析师说，英特尔资金雄厚，能持续推进制程发展。
花旗集团分析师扬(Glen Yeung)对英特尔的新技术表示赞扬，将目标价提高到了27美元，建立买入英特尔股票。他认为英特尔在芯片制造上有3-4年优势，当芯片闲置时，3D晶体管可以减少电流泄露，当芯片繁忙时它能运行在更低的电压下
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