基本介紹
- 中文名：3D三維電晶體
- 宣布時間：2011年5月6日
- 宣布機構：Intel
- 首個名稱：“Tri-Gate”
- 特點：大大提高電晶體密度
簡介,特點,優勢,發展歷程,
簡介
世界上第一個3-D三維電晶體“Tri-Gate”由Intel於2011年5月6日宣布研製成功，這項技術被稱為“年度最重要技術”，3-D Tri-Gate三維電晶體相比於32nm平面電晶體可帶來最多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於小型掌上設備。
3D三維電晶體
3D三維電晶體特點
3-D Tri-Gate使用一個薄得不可思議的三維矽鰭片取代了傳統二維電晶體上的平面柵極，形象地說就是從矽基底上站了起來。矽鰭片的三個面都安排了一個柵極，其中兩側各一個、頂面一個，用於輔助電流控制，而2-D二維電晶體只在頂部有一個。由於這些矽鰭片都是垂直的，電晶體可以更加緊密地靠在一起，從而大大提高電晶體密度。
優勢
這種設計可以在電晶體開啟狀態(高性能負載)時通過儘可能多的電流，同時在電晶體關閉狀態(節能)將電流降至幾乎為零，而且能在兩種狀態之間極速切換(還是為了高性能)。Intel還計畫今後繼續提高矽鰭片的高度，從而獲得更高的性能和效率。
Intel聲稱，22nm 3-D Tri-Gate三維電晶體相比於32nm平面電晶體可帶來最多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於小型掌上設備。
發展歷程
隨著摩爾定律的進步越來越艱難，科學家們也早就意識到了3-D結構電晶體的必要性。事實上，Intel早在2002年就宣布了3-D電晶體設計，先後經過了單鰭片電晶體展示(2002年)、多鰭片電晶體展示(2003年)、三柵極SRAM單元展示(2006年)、三柵極後柵極(RMG)工藝開發(2007年)，直至今日方才真正成熟。這一突破的關鍵之處在於，Intel可將其用於大批量的微處理器晶片生產流水線，而不僅僅停留在試驗階段。摩爾定律也有望從此掀開新的篇章。
英特爾今天表示，在微處理器上實現了歷史性的技術突破：成功開發世界首個3D電晶體，名叫Tri-Gate。據英特爾介紹說，3-D Tri-Gate電晶體能夠支持技術發展速度，它能讓摩爾定律延續數年。該技術能促進處理器性能大幅提升，並且可以更節能，新技術將用在未來22納米設備 中，包括小的手機到大的雲計算伺服器都可以使用。
根據英特爾的解釋，公司重新為晶片設計了電子開關（即電晶體），在過去開關是平面的，現在增加了第三維， 它由矽基向上突出。例如，當土地有限，要增加辦公室就可以蓋摩天大樓。新的3D電晶體道理與此相似。
英特爾展示了22納米處理器，代號為Ivy Bridge，它將是首款使用3-D Tri-Gate電晶體的量產晶片。3-D電晶體和2-D平面電晶體有本質性的區別，它不只可以用在電腦、手機和消費電子產品上，還可以用在汽車、宇宙飛 船、家用電器、醫療設備和其它多種產品中。
英特爾CEO歐德寧說：“英特爾的科學家和工程師曾經重新發明電晶體，這一次利用了3D架構。很讓人震驚，改變世界的設備將被創造出來，我們將把摩爾定律帶入新的領域。”
長久以來，科學家就認識到3D架構可以延長摩爾定律時限。這次突破可以讓英特爾量產3-D Tri-Gate電晶體，從而進入到摩爾定律的下一領域。
摩爾定律認為由於矽技術的發展，每2年電晶體密度就會翻倍，它能增強功能和性能，降低成本。在過去四十年里，摩爾定律成為半導體產業的基本商業模式。
通過使用3D電晶體，晶片可以在低電壓和低泄露下運行，從而使性能和能耗取得大幅改進。在低電壓條件下，22納米的3-D Tri-Gate電晶體比英特爾32納米平面電晶體性能提高37%。這意味著它能用在許多小的手持設備中。另外，在相同的性能條件下，新的電晶體耗電不及 2D平板電晶體、32納米晶片的一半。
首款3-D Tri-Gate電晶體22納米晶片代號為Ivy Bridge，英特爾今天展示了該晶片，它能用在筆記本、伺服器和台式機中。Ivy Bridge家族的晶片將成為首個大量生產的3-D Tri-Gate電晶體晶片，它將在年底開始量產。3-D Tri-Gate電晶體還將用在凌動晶片中。
解讀：對ARM構成威脅
英特爾推出下一代晶片技術，在微處理器裝上更多的電晶體，並希望藉此幫助公司掌握平板、智慧型手機市場的話語權。
按照英特爾的計畫，2011年底將推出採用新技術的晶片，提供給伺服器和台式機、筆記本，它還會為移動設備開發新的處理器。
採用3D電晶體的英特爾晶片可能會給ARM構成威脅，畢竟ARM是現任移動市場的老大。
受新技術發布訊息刺激，ARM的股價今天大跌7.3%，在倫敦收於5.58英磅。
Matrix分析師阿德里安(Adrien Bommelaer)認為，英特爾是否能迅速闖進ARM的後院，這還沒有定論。他說：“英特爾顯然想跳出核心PC市場的範圍。關鍵問題是‘它們能推出一款 處理器，足夠強大，可以在移動計算領域一爭高下嗎？’”“它們將推出新的晶片，比上一代32納米晶片節能50%，朝正確方向前進了一大步，但是否足夠？我 不知道。要知道ARM自己的能效也在進步。”
據英特爾說22納米的晶片性能比現在的32納米晶片更高。為了擴大製程技術的優勢，趕上移動競賽，上個月英特爾將2011年資本開支提高到102億美元，原定數額為90億美元，目的是落實12納米製程的開發。
在製程工藝上，英特爾大大領先於其它晶片商，它可以製造更快更高效的處理器。
自20世紀60年代以來，英特爾和其它半導體企業投入數十億美元搞研發，每兩年讓晶片上的電晶體數量翻倍，從而方便產品進入到更小更快的小電子 產品中。隨著時間的推進，開發和使用先進制程技術成本過高，許多企業無法負擔。但分析師說，英特爾資金雄厚，能持續推進制程發展。
花旗集團分析師揚(Glen Yeung)對英特爾的新技術表示讚揚，將目標價提高到了27美元，建立買入英特爾股票。他認為英特爾在晶片製造上有3-4年優勢，當晶片閒置時，3D電晶體可以減少電流泄露，當晶片繁忙時它能運行在更低的電壓下
