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突破硅晶极限! IBM碳纳米晶体管小于10nm

  【PConline 资讯】近些日子,IBM、三星等研制3D芯片的消息层出不穷,在集成电路芯片上晶体管越来越密,硅晶体管在尺寸上达到极限时,为了提升芯片的性能,除了在结构上引入3D改进外,寻找另外一种材料突破硅晶极限也颇为重要。前些日子英特尔宣布14nm的硅晶体芯片已经在实验中开始测试,而IBM研制的新型晶体管比10nm还要小,采用的是碳纳米材料。

  在IEEE的一个电子设备会议上,IBM的科学家向世界展示了全球第一个小于10nm的晶体管,与目前一般的硅晶体管不同的是,其采用的是碳纳米材料。相比之下英特尔14nm的硅晶体管在尺寸上就相形见绌了。

  在集成电路的晶体管数目的规律上,业界有一个著名的摩尔定律。摩尔定律指出,当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。该定律是由英特尔创始人之一摩尔提出,这些年来一直与芯片的发展相符。

硅晶元

  然而随着集成电路上得晶体管密度越来越大,其在密度上得增加就越来越困难。摩尔定律必将将晶体管的大小带到了一个物理上得极限。

  前些日子,在如何突破晶体管密度上得物理极限的问题上,各芯片制造者IBM、三星等,都将目光投向了3D结构的芯片,通过就像摩天大楼一样扩充芯片性能。现在,IBM对于晶体管新材料的寻找也有了答案。

3D芯片

  在电脑处理器发展的50余年中,性能提高以及制程工艺的越来越先进有目共睹,但是,目前芯片的设计将要达到一个物理的极限,产品的大小限制影响了摩尔定律的预测的正确性。处理器一直应用的硅晶体管在制程工艺,从65nm,32nm,22nm再到14nm,越往后制程工艺提升越难。

  IBM此次展示的全球第一个小于10nm的晶体管采用新型的碳纳米材料,得以突破10nm大关。并且,型芯晶体管的性能比同样大小的硅晶体管优势明显。但是IBM也指出,现在对于碳纳米晶体管来说还是早期阶段,不过在10年内碳纳米晶体管的处理器芯片将会被普遍应用。

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