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華人胡正明獲美國最高技術獎:1nm晶體管誕生
2018-06-25| 文章來源:VoidSee 芯人類| 【

  據外媒報道,今天,沉寂已久的計算技術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,技術的發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,整個業界就將開始向10nm制程發展。

  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字,它們在物理形態上就會非常集中,以至于產生量子隧穿效應,為芯片制造帶來巨大挑戰。因此,業界普遍認為,想解決這一問題就必須突破現有的邏輯門電路設計,讓電子能持續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,大規模量產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,新材料的發現未來將大大提升電腦的計算能力。

  據白宮官網報道,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名國家技術和創新獎(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和創新獎

  胡正明教授是鰭式場效晶體管(FinFET)的發明者,如今三星、臺積電能做到14nm/16nm都依賴這項技術。他1947年出生于北京豆芽菜胡同,在臺灣長大,后來考入加州大學伯克利分校。

  在華為海思麒麟950的發布會上,胡正明教授曾現身VCR,據他介紹,FinFET的兩個突破,一是把晶體做薄后解決了漏電問題,二是向上發展,晶片內構從水平變成垂直。

  胡認為,FinFET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,這項技術現在仍看不到極限。

  2010年后,Bulk CMOS工藝技術在20nm走到盡頭,胡教授的FinFET和FD-SOI工藝發明得以使摩爾定律在今天延續傳奇。

  來源:VoidSee

 
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