在IEDM 2022，英特爾的組件研究團(tuán)隊(duì)展示了其在三個關(guān)鍵領(lǐng)域的創(chuàng)新進(jìn)展，以實(shí)現(xiàn)摩爾定律的延續(xù)：新的3D混合鍵合（hybrid bonding）封裝技術(shù)，無縫集成芯粒；超薄2D材料，可在單個芯片上集成更多晶體管；能效和存儲的新可能，以實(shí)現(xiàn)更高性能的計算。

英特爾組件研究團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的新材料和工藝模糊了封裝和芯片制造之間的界限。英特爾展示了將摩爾定律推進(jìn)到在單個封裝中集成一萬億個晶體管的關(guān)鍵步驟，包括可將互聯(lián)密度再提升10倍的先進(jìn)封裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)單片（quasi-monolithic）芯片。英特爾還通過材料創(chuàng)新找到了可行的設(shè)計選擇，使用厚度僅三個原子的新型材料，從而超越RibbonFET，推動晶體管尺寸的進(jìn)一步縮小。

英特爾通過下一代3D封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)單片芯片：

• 與IEDM 2021上公布的成果相比，英特爾在IEDM 2022上展示的最新混合鍵合研究將功率密度和性能又提升了10倍。
• 通過混合鍵合技術(shù)將互連間距繼續(xù)微縮到3微米，英特爾實(shí)現(xiàn)了與單片式系統(tǒng)級芯片（system-on-chip）連接相似的互連密度和帶寬。

英特爾探索通過超薄“2D”材料，在單個芯片上集成更多晶體管：

• 英特爾展示了一種全環(huán)繞柵極堆疊式納米片結(jié)構(gòu)，使用了厚度僅三個原子的2D通道材料，同時在室溫下實(shí)現(xiàn)了近似理想的低漏電流雙柵極結(jié)構(gòu)晶體管開關(guān)。這是堆疊GAA晶體管和超越硅材料的固有限制所需的兩項(xiàng)關(guān)鍵性突破。
• 研究人員還展示了對2D材料的電接觸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（electrical contact topologies）的首次全面分析，為打造高性能、可擴(kuò)展的晶體管通道進(jìn)一步鋪平道路。

為了實(shí)現(xiàn)更高性能的計算，英特爾帶來了能效和存儲的新可能：

• 通過開發(fā)可垂直放置在晶體管上方的存儲器，英特爾重新定義了微縮技術(shù)，從而更有效地利用芯片面積。英特爾在業(yè)內(nèi)率先展示了性能可媲美傳統(tǒng)鐵電溝槽電容器（ferroelectric trench capacitors）的堆疊型鐵電電容器（stacked ferroelectric capacitors），可用于在邏輯芯片上構(gòu)建鐵電存儲器（FeRAM）。
• 業(yè)界首創(chuàng)的器件級模型，可定位鐵電氧化器件（ferroelectric hafnia devices）的混合相位和缺陷，標(biāo)志著英特爾在支持行業(yè)工具以開發(fā)新型存儲器和鐵電晶體管方面取得了重大進(jìn)展。
• 英特爾正在為打造300毫米硅基氮化鎵晶圓（GaN-on-silicon wafers）開辟一條可行的路徑，從而讓世界離超越5G和電源能效問題的解決更進(jìn)一步。英特爾在這一領(lǐng)域所取得的突破，實(shí)現(xiàn)了比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高20倍的增益，并在高性能供電指標(biāo)上打破了行業(yè)記錄。
• 英特爾正在超高能效技術(shù)上取得突破，特別是在斷電情況下也能保留數(shù)據(jù)的晶體管。對于三個阻礙該技術(shù)在室溫下完全實(shí)現(xiàn)并投入使用的障礙，英特爾的研究人員已經(jīng)解決其中兩個。

英特爾繼續(xù)引入新的物理學(xué)概念，制造用于量子計算的性能更強(qiáng)的量子位：

• 英特爾的研究人員加深了對各種界面缺陷（interface defects）的認(rèn)識，這些缺陷可能會成為影響量子數(shù)據(jù)的環(huán)境干擾（environmental disturbances），從而找到了儲存量子信息的更好方法。

songjy