馬宏升表示,在四十多年以來,摩爾定律的誕生一方面預(yù)測了英特爾和技術(shù)產(chǎn)業(yè)持續(xù)的以無法想象的方式進(jìn)步,另一方面也鞭策著英特爾的發(fā)展。他認(rèn)為,摩爾法則不是一個(gè)法則,而是一個(gè)機(jī)會。今天,要讓芯片符合摩爾定律的發(fā)展顯得越來越困難,成本越來越高,兩個(gè)方面的因素制約著發(fā)展:由于半導(dǎo)體晶體管尺寸已經(jīng)到幾個(gè)納米,再精細(xì)的工藝將會達(dá)到物理極限,而另一方,芯片廠投資的規(guī)模達(dá)到數(shù)十億美元,極其昂貴,要保持摩爾定律的進(jìn)步,要在基礎(chǔ)科學(xué)和生產(chǎn)力上更大的突破。
為了不斷的前進(jìn)和發(fā)展,在2007年,英特爾推出了高K金屬柵工藝,領(lǐng)先行業(yè)3年。去年,英特爾又實(shí)現(xiàn)突破,全球率先推出 22nm工藝制程。22nm是一個(gè)什么樣的概念,顯然,它用肉眼是看不見的,如果我們有差不多一億個(gè)22nm工藝的晶體管,那么其體積大小大約能裝在一個(gè)針頭上!
馬宏升在現(xiàn)場展示了模型,這是一個(gè)放大了無數(shù)倍的晶體管,如果晶體管的體積有這么大,那么現(xiàn)在一個(gè)普通CPU的大小就會超過整個(gè)地球體積。
除了這些技術(shù)突破之外,為了解決極其精細(xì)的工藝下,晶體管的漏電問題,英特爾推出了三柵極技術(shù),這是晶體管制造工藝歷史上革命性的一步。
我們來用模型看看三柵極能夠?qū)崿F(xiàn)怎么樣的創(chuàng)新。
這是技術(shù)突破之前的樣子:
在我們的處理器中,是由一個(gè)個(gè)晶體管組成,而每一個(gè)晶體管是一個(gè)開關(guān),關(guān)上代表0,打開代表1,這是典型的二進(jìn)制,利用二進(jìn)制,我們實(shí)現(xiàn)了各種各樣豐富多彩的功能的應(yīng)用。
在一個(gè)晶體管中,柵極起到的作用是控制電流,當(dāng)柵極電壓為0,晶體管就關(guān)閉了,如果有電壓,就有會電子通過,晶體管就呈現(xiàn)出打開狀態(tài)。晶體管就像水龍頭,在理想的狀態(tài)下,我們希望實(shí)現(xiàn),關(guān)閉時(shí)候,能夠控制漏電狀態(tài),沒有任何電子通過,打開時(shí)候又有很強(qiáng)的電流。然而,隨著晶體管的體積不斷縮小,在極低尺寸的晶體管上,如果采用傳統(tǒng)的工藝,很難對漏電進(jìn)行控制,也就是說,即便是柵極電壓為零,仍然會有電子穿越柵極通過,其導(dǎo)致的后果顯而易見,晶體管將無法正確置于關(guān)閉狀態(tài),其功能也將失效。
現(xiàn)在我們再來看看三柵極晶體管,和二維的設(shè)計(jì)不同,三維的結(jié)構(gòu)可以顯著的改善晶體管開和關(guān)的狀態(tài),與此同時(shí),其表面積更大,在開放狀態(tài)下,也能夠產(chǎn)生更大的電流,晶體管的關(guān)與開,區(qū)分更加明顯,晶體管的功能也能夠?qū)崿F(xiàn)正?;?。
英特爾的三柵極技術(shù)可以降低晶體管的漏電,并且開關(guān)轉(zhuǎn)換更加迅速,能耗也更低。
當(dāng)然,在采用三柵極技術(shù)的同時(shí),英特爾的處理器中還利用了英特爾以前的技術(shù),比如高K金屬柵等。
新的技術(shù)再次驗(yàn)證了摩爾定律,并且能夠很明顯的改善用戶的體驗(yàn),這樣的芯片可以適用在包括了超極本和服務(wù)器上,這種晶體管也非常適用在平板電腦和智能手機(jī)上,馬宏升表示,這是英特爾核心技術(shù)的創(chuàng)新體現(xiàn)。