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英特爾展示多項技術突破,推動摩爾定律超越2025

2021-12-13
來源:電子創新網
關鍵詞: 英特爾 IEDM FinFET

  英特爾的目標是在封裝中將密度提升10倍以上,將邏輯微縮提升30%至50%,并布局非硅基半導體

  在不懈推進摩爾定律的過程中,英特爾公布了在封裝、晶體管和量子物理學方面的關鍵技術突破,這些突破對推進和加速計算進入下一個十年至關重要。在2021 IEEE國際電子器件會議(IEDM)上,英特爾概述了其未來技術發展方向,即通過混合鍵合(hybrid bonding)將在封裝中的互連密度提升10倍以上,晶體管微縮面積提升30%至50%,在全新的功率器件和內存技術上取得重大突破,基于物理學新概念所衍生的新技術,在未來可能會重新定義計算。

  英特爾高級院士兼組件研究部門總經理Robert Chau表示:“在英特爾,為持續推進摩爾定律而進行的研究和創新從未止步。英特爾的組件研究團隊在IEDM 2021上分享了關鍵的研究突破,這些突破將帶來革命性的制程工藝和封裝技術,以滿足行業和社會對強大計算的無限需求。這是我們最優秀的科學家和工程師們不懈努力的結果,他們將繼續站在技術創新的最前沿,不斷延續摩爾定律?!?/p>

  摩爾定律滿足了從大型計算機到移動電話等每一代技術的需求,并與計算創新同步前行。如今,隨著我們進入一個具有無窮數據和人工智能的計算新時代,這種演變仍在繼續。

  持續創新是摩爾定律的基石,英特爾的組件研究團隊致力于在三個關鍵領域進行創新:第一,為提供更多晶體管的核心微縮技術;第二,在功率器件和內存增益領域提升硅基半導體性能;第三,探索物理學新概念,以重新定義計算。眾多突破摩爾定律昔日壁壘并出現在當前產品中的創新技術,都源自于組件研究團隊的研究工作,包括應變硅、高K-金屬柵極技術、FinFET晶體管、RibbonFET,以及包括EMIB和Foveros Direct在內的封裝技術創新。

  

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  在IEDM 2021上披露的突破性進展表明,英特爾正通過對以下三個領域的探索,持續推進摩爾定律,并將其延續至2025年及更遠的未來。

  一、為在未來的產品中提供更多的晶體管,英特爾正針對核心微縮技術進行重點研究:

  英特爾的研究人員概述了混合鍵合互連中的設計、制程工藝和組裝難題的解決方案,期望能在封裝中將互連密度提升10倍以上。在今年7月的英特爾加速創新:制程工藝和封裝技術線上發布會中,英特爾宣布計劃推出Foveros Direct,以實現10微米以下的凸點間距,使3D堆疊的互連密度提高一個數量級。為了使生態系統能從先進封裝中獲益,英特爾還呼吁建立新的行業標準和測試程序,讓混合鍵合芯粒(hybrid bonding chiplet)生態系統成為可能。

  展望其GAA RibbonFET(Gate-All-Around RibbonFET)技術,英特爾正引領著即將到來的后FinFET時代,通過堆疊多個(CMOS)晶體管,實現高達30%至50%的邏輯微縮提升,通過在每平方毫米上容納更多晶體管,以繼續推進摩爾定律的發展。

  英特爾同時也在為摩爾定律進入埃米時代鋪平道路,其前瞻性的研究展示了英特爾是如何克服傳統硅通道限制,用僅有數個原子厚度的新型材料制造晶體管,從而實現在每個芯片上增加數百萬晶體管數量。在接下來的十年,實現更強大的計算。

  二、英特爾為硅注入新功能:

  通過在300毫米的晶圓上首次集成氮化鎵基(GaN-based)功率器件與硅基CMOS,實現了更高效的電源技術。這為CPU提供低損耗、高速電能傳輸創造了條件,同時也減少了主板組件和空間。

  另一項進展是利用新型鐵電體材料作為下一代嵌入式DRAM技術的可行方案。該項業界領先技術可提供更大內存資源和低時延讀寫能力,用于解決從游戲到人工智能等計算應用所面臨的日益復雜的問題。

  三、英特爾正致力于大幅提升硅基半導體的量子計算性能,同時也在開發能在室溫下進行高效、低功耗計算的新型器件。未來,基于全新物理學概念衍生出的技術將逐步取代傳統的MOSFET晶體管:

  在IEDM 2021上,英特爾展示了全球首例常溫磁電自旋軌道(MESO)邏輯器件,這表明未來有可能基于納米尺度的磁體器件制造出新型晶體管。

  英特爾和比利時微電子研究中心(IMEC)在自旋電子材料研究方面取得進展,使器件集成研究接近實現自旋電子器件的全面實用化。

  英特爾還展示了完整的300毫米量子比特制程工藝流程。該量子計算工藝不僅可持續微縮,且與CMOS制造兼容,這確定了未來研究的方向。

  關于英特爾組件研究部門:英特爾組件研究部門是英特爾技術研發部門中的研究團隊,負責提供革命性的制程工藝和封裝技術方案,以推進摩爾定律并實現英特爾的產品和服務。英特爾組件研究團隊與公司的業務部門建立了內部合作關系,以預測未來需求。同時,該團隊也與外部建立合作關系,包括政府機構研究實驗室、行業協會、大學研究團體及各類供應商,以保持英特爾研究和開發渠道的完整性。

  更多內容請訪問:3D堆疊晶體管:通過向上堆疊提升面積(視頻) | Foveros Direct:先進封裝技術將延續摩爾定律(視頻)| 英特爾組件研究小組發明革命性的制程工藝和封裝技術(視頻)

  法律聲明

  所有的產品和服務計劃,以及路線圖,如有更改,恕不另行通知。任何對英特爾運營所需商品和服務的預測僅供討論之用。英特爾公司將不承擔與本文件中公布的預測有關的任何購買責任。英特爾經常使用代碼名稱來識別正在開發的產品、技術或服務,用法可能隨時間而變化。本文件未授予任何知識產權的許可(明示或暗示,以禁止反言或其他方式)。產品和工藝性能因使用、配置和其他因素而異。欲了解更多信息,請訪問www.Intel.com/PerformanceIndex 和 www.Intel.com/ProcessInnovation。

  對研究成果的引用,包括對技術、產品、制程工藝或封裝性能的比較,均為估計,并不意味著可以使用。參考的發布日期和/或能力可能因使用、配置和其他因素而異。所描述的產品和服務可能含有缺陷或錯誤,可能導致與公布的規格存在偏差。目前的特征勘誤表可按要求提供。英特爾公司否認所有明示和暗示的保證,包括但不限于對適銷性、對特定用途的適用性和不侵權的暗示保證,以及由履約過程、交易過程或貿易慣例所產生的任何保證。

  本文件中提到未來計劃或預期的陳述為前瞻性陳述。這些陳述系基于當前的預期,涉及許多風險和不確定性,可能導致實際結果與這些陳述中所表達或暗示的結果有實質性的差異。欲進一步了解有關可能導致實際結果出現重大差異的因素,請參見我們最近發布的收益報告和美國證券交易委員會文件,網址:www.intc.com。

  關于英特爾

  英特爾(NASDAQ: INTC)作為行業引領者,創造改變世界的科技,推動全球進步并讓生活豐富多彩。在摩爾定律的啟迪下,我們不斷致力于推進半導體設計與制造,幫助我們的客戶應對最重大的挑戰。通過將智能融入云、網絡、邊緣和各種計算設備,我們釋放數據潛能,助力商業和社會變得更美好。





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