为了更新摩尔定律,芯片行业付出了多大的努力

日期:2022-11-02 21:08:15 / 人气:193




“核心”原创——15号

当你快死的时候,一棵枯树会发芽。

石闻巷

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最近摩尔定律一直处于“薛定谔的摩尔定律”状态,在英伟达和英特尔这两个行业巨头的发言中,反复在“死”和“不死”之间跳跃。

摩尔定律是否已经走到尽头,是一个讨论了近10年的话题。

最初,在1965年,戈登·摩尔说集成电路中可容纳的元件数量将在18个月内翻一番。后来,在1975年,这个定律被修改为意味着每两年一个单位面积的芯片上的晶体管数量可以增加一倍。

这就是影响后世到现在的“摩尔定律”。

摩尔定律作为半导体行业的“黄金定律”,一直指导着芯片的发展。然而,随着芯片技术升级的放缓和成本的快速增加,围绕这一定律的争议也在不断扩大。

面对摩尔定律的“信任危机”,英特尔首席执行官帕特·基辛格(Pat Kissinger)表示,摩尔定律至少在未来十年“仍然有效”。

英伟达创始人黄仁勋表达了相反的观点。在接受采访时,黄仁勋表示,对于芯片行业来说,以类似的成本实现两倍于预期的性能已经成为过去。蛮力加晶体管的方法和摩尔定律的进步基本走到了尽头,“摩尔定律结束了”。


两大芯片巨头对摩尔定律的分歧,显示了当前芯片行业对技术演进方向的不确定性。即使晶体管堆栈的数量增加了,但成本的飙升已经开始让越来越多的企业不再追逐先进的制造工艺,开始思考摩尔定律本身的合理性。

在这方面,业界也开始了更多方向的探索。新建筑、新集成、新设备、新材料逐渐成为颠覆性创新的重点。通过拓展新的技术路线,提高芯片的性能,为摩尔定律寻求“更新生命”的新方法。

1 GAA架构

现在最先进的芯片工艺已经达到了5nm。在EUV光刻等先进技术的帮助下,头部公司仍在向3nm甚至更小的节点演进。

过去两年是TSMC和三星之间最激烈的竞争,他们一直被锁定在先进的制造工艺上。

TSMC南京总经理罗振球曾表示,“到目前为止,我们不认为3纳米、2纳米,甚至1纳米有什么大问题。”。如果严格遵循摩尔定律,TSMC应该在2020年第二季度生产5nm,今年6月生产3nm。

三星更是激进,每隔几个月就发表一篇论文,宣称自己再次突破了摩尔定律的颠覆性技术。

但现实是,双方的期望都没有实现。


TSMC、三星、IBM、英特尔晶体管密度对比图(来源:电子时报)

虽然芯片厂商在先进制造工艺上有所放缓,但进一步探索晶体管尺度化技术,比如采用新一代GAA工艺,已经成为“延续摩尔定律”的主要方法之一。

GAA——(Gate-All-Around FET)又称全环栅场效应晶体管,是一种晶体管内置结构。它是一种栅极覆盖两侧沟槽鳍的结构,被认为是“延续摩尔定律的关键技术”。

与之前使用FinFET的芯片相比,新产品采用了芯片面积更小、功耗更低、性能更高的GAA工艺,在技术层面意义重大。为了赶超TSMC,三星电子在2020年全面投入GAA架构,目标是3nm节点超越TSMC (TSMC目前计划在2nm节点上引入GAA架构)。

作者:沐鸣娱乐注册登录平台




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