IDF2012 :马宏升秀22nm 技术创新

2012年4月11日、12日,IDF(英特尔信息技术峰会)在北京国家饭店隆重举行。本届IDF以“引领潮流,直面未来”为主题。

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第一个做主题演讲的是英特尔中国区董事长、英特尔的公司的全球执行副总监马宏升,他演讲的主题为“英特尔与中国共赢未来”,马宏升介绍了英特尔推动核心技术的创新。

他重点介绍了三栅极的晶体管能够很明确的改善用户的体验,包括超极本、PC以及服务器。当然,也非常适用于体积更小,更便于携带的设备,比如说平板电脑和智能手机。

【图2 英特尔中国区董事长、英特尔的公司的全球执行副总监马宏升】

就像戈登.摩尔自己说的,摩尔法则不是一个法则,而是一个机遇。

在2007年,英特尔推出了世界上第一个高K金属栅极技术,这个的推出领先于我们整个行业三年。2011年,英特尔又推出了一个重大突破——实现了22纳米的制程技术,马宏升称之为“科学奇迹”。

那么,22纳米到底有多大?实际上你用肉眼是看不见的。

马宏升通过一个很有趣的对比形象地说明了22nm的体积之小,它用了比纳米级的晶体管大很多的几个模型,如果把晶体管放大到模型的比例放大,马宏升本人的体积将可以超过地球了。

为什么说它是一个革命性的进步呢?首先我们要理解平面晶体管的工作方式。晶体管是一个开关,跟大家家里的开关一样。关上开关,实际上代表着逻辑的0,打开是代表着一个逻辑的1。开和关的概念,0和1的概念,实际上是涵盖了我们生活中接触到的所有数字技术。

一个晶体管有几个组成部分,源极,栅极,高K介电材料,高K介电材料能够降低栅极的漏电。在栅极的电压为0时,晶体管就关闭了,电子就不会从源极流到漏极,电压附加到栅极上,晶体管就打开了。电子就自由的从源极流到漏极。

什么是好的晶体管呢?我们来设想另外一个非常常见的开关,也是在家庭当中常见的——淋浴,关上淋浴的时候,不希望水滴下来,打开淋浴的时候,希望这个水能够有很好的水流出来,水量很高,可以很好的冲澡。对于晶体管是一样的,我们希望控制好关闭的状态,确保没有漏电的情况。打开的时候,我们希望有很强的电流。

晶体管也应该能够很快速的在开关之间进行切换,三栅极的晶体管,不像平面晶体管。三栅极的晶体管用一个鳍状物的结构,这样3D的结构,能够改善开和关的状态的特性。那么在三栅极晶体管打开的时候,电子能够通过这个表面,通过鳍状物的表面,以及两边流动。所以,它的表面极更大,这样能够产生更大的开的电流。

通过利用3D的设计,能够控制3个方面的能力:使得能够降低漏电压;同时,能够更快的在开关之间进行切换;3D的晶体管体积更小,速度更快,能耗要低很多。它的设计是基于英特尔的应变硅技术,以及高K金属栅极的技术。那么,我们就能够在低电压,实现30%的性能提高。以及在持续性能降低,耗能高达50%。