打造超密計算機芯片 將是最強芯片的四倍

　　打造出了超密計算機芯片的可工作版本，其計算能力約為當前最強芯片的四倍。公告稱，這是由IBM牽頭并投資了30億美元的紐約州公私合作伙伴、GlobalFoundries、三星、以及設備供應商所共同實現(xiàn)的。半導體行業(yè)困頓在“每兩年晶體管密度翻倍”的傳統(tǒng)步伐已有段時日，而作為幾十年來的行業(yè)領導者，英特爾近年來已面臨技術上的挑戰(zhàn)。

　　上圖為一塊7nm芯片晶片，其采用了摻鍺硅（而不是純硅）制成。此外，科技界一直對芯片能否在14nm后跨過“摩爾定律”這道坎而有所懷疑，因為歷次迭代都取決于以納秒級通斷電流的基本部件的最小尺寸，而目前，業(yè)界正在從14nm到10nm的商用轉型。芯片行業(yè)的每一次迭代，均可在50%的給定面積中部署一定量的電路。盡管IBM的新型芯片仍處于研究階段，但它有望讓半導體行業(yè)的縮減之路至少延續(xù)到2018年。該公司表示，他們已經(jīng)制作出了包含七個納米晶體管的樣品芯片，其采用了鍺硅材料（而不是純硅）并取得了“分子大小的開關”（molecular-size switches）這一研究進展。

　　這種新材料有望變得讓晶體管的通斷變得更快，同時功耗要求更低。而這種微尺寸的晶體管也表明了業(yè)界迫切需要新的材料和新的制造技術，才能夠進一步地發(fā)展。為了讓大家更深刻地認識到這七個納米晶體管的大小，IBM拿直徑約2.5nm的DNA鏈、以及直徑約7500nm的紅細胞作為對比。該公司稱，其有望打造出包含超過200億晶體管的微處理器。

　　紐約州立大學納米科學與工程學院的Michael Liehr（上左）和IBM公司的Bala Haranand正在檢查遍布了新型芯片的晶圓。其目前尚未做好商業(yè)化生產(chǎn)的準備。斯坦福大學電力工程系Robust Systems Group主任Subhashish Mitra表示：“我并不感到驚訝，因為這符合路線圖上的預測，即使它有如夢幻”。此外，盡管IBM已經(jīng)擺脫了大部分的計算機半導體制造產(chǎn)能（GlobalFoundries于上周完成了對IBM微電子部門的收購），但公告顯示，該公司仍有興趣支持國家高科技制造基地。紐約州Seaford咨詢公司Envisioneering的總裁hard Doherty表示：“這使得IBM可以將自己擺到‘紳士賭徒’的位置上，而不是成為賽馬的主人。在這場競賽中，該公司仍占有一席之地”。IBM現(xiàn)已將其最新技術授權給了包括GlobalFoundries在內(nèi)的諸多制造商，并為博通（Broadcom）、高通和AMD等公司代工新品，而半導體行業(yè)必須立即決定是否將賭注壓到IBM的鍺硅技術上。

　　IBM的7nm節(jié)點晶體管。

　　最后，業(yè)界還必須應對極紫外線（EUV）光刻在接近于原子尺寸時該如何轉型。此前，英特爾表示有方法抵近7nm制程，不過該公司并未表示這一代芯片是否有可能到來。IBM亦拒絕對“這項技術將于何時開始商業(yè)化生產(chǎn)”置評。臺積電已在今年表示其計劃于2017年開始試產(chǎn)7nm芯片，不過該公司并未向IBM一樣拿出原型芯片。而新一代極紫外光刻設備能否滿足長曝光時間的要求，將成為高速制造業(yè)務的關鍵。因為即使最輕微的震動，都會對光蝕刻線路造成破壞，所以業(yè)內(nèi)不得不專門建造一座“絕對穩(wěn)定”的建筑，以便將震動和設備隔絕開來。IBM方面表示，財團現(xiàn)已看到使用極紫外光刻的商業(yè)制造業(yè)務上的一種途徑。該公司半導體研究副總裁穆克什·哈雷（Mukesh Khare）表示：“迄今為止的演示都發(fā)生在研究實驗室里，而不是一座生產(chǎn)工廠中。與業(yè)界計劃于下一年引入的10nm技術相比，我們最終的目標是將電路尺寸再縮減上50%”。