IBM宣布用最新工藝制造5納米芯片

IBM日前在日本京都宣布，該公司研究團隊在晶體管的制造上取得了巨大的突破——在一個指甲大小的芯片上，從集成200億個7納米晶體管飛躍到了300億個5納米晶體管。據美國電氣和電子工程師協會（IEEE）《光譜》雜志6日報道，這一出色表現有望挽救瀕臨極限的摩爾定律，使電子元件繼續朝著更小、更經濟的方向發展。

目前最先進的晶體管是finFET，以芯片表面投射的載硫硅片翅片狀隆起而命名，其革命性突破的關鍵在于，在三維結構而非二維平面上控制電流的傳遞。這種設計可應用于10納米甚至7納米節點芯片。但是，隨著芯片尺寸越來越小，電流變得愈發難以關閉，即使使用這種先進的三面“門”結構，仍會發生電子泄漏。

半導體行業一直致力于打造5納米節點替代方案。IBM此次宣布的最新結構中，每個晶體管由三層堆疊的水平薄片組成，每片只有幾納米厚度，完全被柵極包圍，能防止電子泄漏并節省電力，被稱為“全包圍門”結構。

IBM的半導體技術和研究副總裁馬克斯·凱爾表示，“我們認為新結構將成為繼finFET之后的普遍結構”，它代表了晶體管的未來。

報道稱，IBM公司用多年時間研究制造堆疊納米芯片工藝技術和材料，此前流行的電子束光刻工藝對于批量生產而言過于昂貴，而即將投入生產的5納米芯片，將使用工藝成本有所降低的極光紫外光刻技術。新型芯片雖然只有指甲大小，其上卻能集成300億個晶體管，在與10納米芯片進行對比的測試中發現，在給定功率下，其性能可提升40%；在同等效率下，5納米芯片可以節省74%電能。

IBM計劃與三星公司及全球制造商共同合作，生產5納米節點測試芯片，并提供給全球客戶，在未來幾年內滿足日益增長的市場需求，為自動駕駛、人工智能和5G網絡的實現鋪路。

（來源：科技日報，記者：房琳琳）