IBM開發第一個5nm晶片,效能提升40%電力消耗節省75%
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兩年前才開發出全球首個7奈米晶片的IBM,與晶片商GlobalFoundries和三星合作研發出5奈米晶片,且性效能表現超越現有技術。
該技術一旦成熟,將有助於人工智慧、物聯網和雲端計算等領域發展。
兩年前才開發出全球首個7奈米製程晶片的IBM,這次與晶片商GlobalFoundries和三星合作研發晶片再有突破進展。
他們成功開發出五奈米製程晶片,且性效能表現更好。
透過新技術,指甲大小的晶片可容納300億顆電晶體,相較兩年前7奈米製程的技術,相同面積僅能容納200億顆電晶體。
該技術一旦成熟,將有助於人工智慧、物聯網和雲端計算等領域發展。
電晶體新技術讓晶片擁有更多「運算大腦」
一直以來驅動半導體技術進步的摩爾定律,隨著近來晶片技術進步趨緩的情形,似乎快達到極限。
在現有通用的10奈米製程晶片,按照摩爾定律,下一代應縮小至7奈米。
而IBM這次不僅打破僵局,新研發的5奈米製程晶片甚至已經超越摩爾定律的標準。
而IBM之所以能同時縮小晶片尺寸、卻又不影響效能的原因,在於其採用了新技術「環繞式閘極場效電晶體(GAAFET)」。
IBM最新5奈米電晶體側面圖。
其首次採用堆疊矽奈米薄層作為電晶體設計,讓晶片的性效能皆優於目前已商用的10奈米製程晶片。
IBM
閘極(gate)是電晶體中控制電流開關的部位,該設計也是影響電晶體尺寸的關鍵之一。
一直以來,電晶體都是設計成扁平狀,而閘極位於電流通道上方。
為了縮小電晶體尺寸,後來晶片商將通道設計成魚鰭狀、垂直於基板(substrate),並將閘極覆蓋於通道上方,被稱作「鰭式場效電晶體(FinFET)」。
而IBM希望透過進一步縮小通道和閘極的距離,再縮小電晶體尺寸。
其透過奈米薄層將閘極包圍在通道周圍,閘極數量因此從過去的三個增加為四個,閘道通道量也較過去更大。
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