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Intel今天如約宣布了所謂的“年度最重要技術(shù)”——世界上第一個(gè)3-D三維晶體管“Tri-Gate”。

晶體管是現(xiàn)代電子學(xué)的基石，而Intel此舉堪稱(chēng)晶體管歷史上最偉大的里程碑式發(fā)明，甚至可以說(shuō)是“重新發(fā)明了晶體管”。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，晶體管一直都在使用2-D平面結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在終于邁入了3-D三維立體時(shí)代。

3-D Tri-Gate使用一個(gè)薄得不可思議的三維硅鰭片取代了傳統(tǒng)二維晶體管上的平面柵極，形象地說(shuō)就是從硅基底上站了起來(lái)。硅鰭片的三個(gè)面都安排了一個(gè)柵極，其中兩側(cè)各一個(gè)、頂面一個(gè)，用于輔助電流控制，而2-D二維晶體管只在頂部有一個(gè)。由于這些硅鰭片都是垂直的，晶體管可以更加緊密地靠在一起，從而大大提高晶體管密度。

這種設(shè)計(jì)可以在晶體管開(kāi)啟狀態(tài)(高性能負(fù)載)時(shí)通過(guò)盡可能多的電流，同時(shí)在晶體管關(guān)閉狀態(tài)(節(jié)能)將電流降至幾乎為零，而且能在兩種狀態(tài)之間極速切換(還是為了高性能)。Intel還計(jì)劃今后繼續(xù)提高硅鰭片的高度，從而獲得更高的性能和效率。

Intel聲稱(chēng)，22nm 3-D Tri-Gate三維晶體管相比于32nm平面晶體管可帶來(lái)最多37％的性能提升，而且同等性能下的功耗減少一半，這意味著它們更加適合用于小型掌上設(shè)備。

Tri-Gate將用于下代新工藝22nm，首批產(chǎn)品就是我們已經(jīng)非常熟悉的Ivy Bridge，定于2011年底投入量產(chǎn)、2012年初正式發(fā)布。新工藝晶體管是如此微小，以致于就在這個(gè)句子的空間內(nèi)就能塞進(jìn)600多萬(wàn)個(gè)。

隨著摩爾定律的進(jìn)步越來(lái)越艱難，科學(xué)家們也造就意識(shí)到了3-D結(jié)構(gòu)晶體管的必要性。事實(shí)上，Intel早在2002年就宣布了3-D晶體管設(shè)計(jì)，先后經(jīng)過(guò)了單鰭片晶體管展示(2002年)、多鰭片晶體管展示(2003年)、三柵極SRAM單元展示(2006年)、三柵極后柵極(RMG)工藝開(kāi)發(fā)(2007年)，直至今日方才真正成熟。這一突破的關(guān)鍵之處在于，Intel可將其用于大批量的微處理器芯片生產(chǎn)流水線(xiàn)，而不僅僅停留在試驗(yàn)階段。摩爾定律也有望從此掀開(kāi)新的篇章。

Intel還在路線(xiàn)圖中透露，代號(hào)P1272的14nm工藝將于2013年投入量產(chǎn)，2015年則進(jìn)步到10nm，代號(hào)P1274。

官方高清圖——

22nm 3-D Tri-Gate三維晶體管

22nm 3-D Tri-Gate三維晶體管

22nm 3-D Tri-Gate三維晶體管

32nm 2-D二維晶體管

32nm二維晶體管與22nm三維晶體管對(duì)比