IBM新5納米晶圓技術 指甲蓋大小晶片集成300億電晶體

IBM研究員Nicolas Loubet展示5納米製程工藝晶圓

目前，商業晶圓的製程為10納米，而IBM公布了最新的5納米製程工藝晶圓，指甲蓋大小的這種技術的晶圓可以集成大約300億顆電晶體。

晶片技術一直遵照摩爾定律在不斷發展，目前，晶片市場，14納米製程的晶圓為主流產品，在高端晶片市場，三星和英特爾推出了10納米技術晶片，2015年，IBM聯合「格羅方德」（GlobalFoundries）以及三星發布了7納米製程的測試晶片，指甲蓋大小的晶圓上可以容納200億個電晶體，7納米製程晶片有望在2019年投入商用。

鰭式場效應電晶體

從2011年開始，晶片行業普遍開始採用「鰭式場效應電晶體」（FinFET）架構，就是將控制電流通過的場效應電晶體閘門設計成類似魚鰭的叉狀3D架構，可於電路的左、右、上三側控制電路的接通與斷開。

這種架構不但縮小了晶圓面積，也降低晶圓消耗的電力，因而提高了晶圓上可容納的電子元件密度。

但是，IBM的研究者指出，鰭式場效應電晶體也存在一定的局限，比如，無法再繼續提高電晶體的密度。

IBM的5納米製程晶圓採用了「堆疊矽納米片」（stacked silicon nanosheets）架構，這種晶片能夠同時從四個電晶體閘門傳輸信號，比FinFET架構晶片多了一個閘門。

為了在這麼小的晶圓上放置這麼多的電晶體，IBM開發出了「超紫外線光刻技術」（Extreme Ultraviolet (EUV) lithography）。

5納米製程晶片投入商用至少還有4年時間

和現有的10納米製程晶片相比，5納米工藝晶片性能提升了40%，耗電下降75%。

不過，10納米工藝晶片才面世，7納米工藝晶片投入商用也要等到2019年，相信5納米技術晶片上市至少還有4年時間