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> 3D晶体管
为了在硅芯片上挤入更多的元件,英特尔已开始大规模生产基于3-D晶体管的处理器。这一举动不仅延长了摩尔定律(根据该定律,每块芯片上的晶体管数量每两年就会翻一番)的寿命,而且有助于大幅提升处理器的能效和运行速度。

  传统芯片中的电流是由栅极所产生的电场控制的,栅极下方的导电沟道宽而薄,嵌在硅基片内。而在3-D晶体管中,这些沟道都立了起来,突出于芯片表面。因而,沟道的顶部和两侧都与栅极相接,使其基本不会受到下方基片中杂散电荷的干扰。而在早先的晶体管中,这些电荷会对栅极阻断电流的能力构成干扰,从而导致电流泄漏不断出现。

  新式晶体管拥有垂直的导电沟道。而在老式设计(插图)中,导电沟道是平铺在栅极下方的。

  由于几乎不存在电流泄漏,晶体管的开关过程就变得更利落、更迅捷,而且由于设计者不必再担心泄漏电流会被误当作“通电”信号,3-D晶体管也会变得更省电。

  英特尔宣称,3-D晶体管的开关速度比先前的晶体管要快至多37%,或是能耗降低一半。开关更快意味着芯片的运行速度会更快。此外,由于所占的体积单元较小,晶体管能够封装得更为致密。晶体管之间信号传输时间会缩短,从而有助于进一步提升芯片的速度。

  基于这项技术的第一款处理器将很快出现在笔记本电脑中,但尤其让电子工业界感到激动的是,节能在手持设备中的前景,因为它意味着设计者无需扩充电池容量就能升级设备的性能,或是缩小电池体积的同时亦不会导致性能下降。“十年前,大家只会关注如何让芯片跑得更快,”英特尔工艺技术部门负责人马克?波尔(Mark Bohr)说,“如今,低能耗的重要性则大大增加。”他还补充说,在手持设备中使用3-D晶体管会让节能和性能提升的效果得以放大,因为晶体管体积的缩小使得单块芯片能够承担存储、宽频通讯和GPS等多项功能,而以往上述每项功能都需要一块芯片独立承担。随着芯片数量的减少,电池体积的缩小,这些电子设备将能够以更小的体积实现更强大的功能。

  3-D晶体管设计为电子工业在今后五年的进一步发展留足了空间。

  英特尔之前的芯片每平方毫米可容纳487万个晶体管;新式芯片为875万个,预计到2017年,这一数字将飙升至约3000万。“在这一技术的推动下,硅还会繁荣若干代。”波尔说。

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