英特尔:跟上摩尔定律成为一个挑战

英特尔的一位高管表示,尽管摩尔定律越来越具有挑战性,但它绝不会消失

一位公司高管表示,英特尔将在可预见的未来推进摩尔定律,但随着芯片尺寸的缩小,跟上摩尔定律的步伐将变得越来越具有挑战性。

[也:摩尔定律即将走到尽头]

摩尔定律基于这样一种理论:可以放置在硅上的晶体管数量每两年就会增加一倍,这将为芯片带来更多的特性,并提高芯片的速度。几十年来,英特尔以摩尔定律为基准,增加了更多的晶体管,同时降低了芯片的尺寸和成本。制造业的进步帮助智能手机、平板电脑和个人电脑更快、更节能。

但随着芯片越来越小,保持与摩尔定律的步伐也许是更困难的今天比它在过去的几年,威廉说霍尔特,在杰弗里斯全球科技,媒体执行副总裁兼总经理英特尔的技术制造的,讲话过程中,本周和电信大会。

“我们是否比五年前更接近终点?”当然可以。但我们是否已经到了可以实际预测这一结局的地步呢?我们不这么认为。我们有信心继续为电子设备的改进提供基础。

摩尔定律关于晶体管成本的幻灯片

英特尔

摩尔定律关于晶体管成本的幻灯片

业界缩小芯片尺寸的能力的终结是“几十年来每个人都在思考的一个话题,”Holt说,但他驳斥了观察家和业内高管关于摩尔定律已经死亡的争论。一些人对该法律的预测是短视的,而随着英特尔缩小芯片尺寸,这种模式将继续适用,Holt说。

“我不是来告诉你们我知道10年后会发生什么。这个空间太复杂了。至少在未来几代人的时间里,我们有信心看到末日的到来。

摩尔定律最初由戈登•摩尔于1965年提出,他在1968年与人共同创立了英特尔,并最终在1975年成为英特尔的首席执行官。1965年发表在《电子杂志》(Electronics magazine)上的关于该法律的原始论文,重点关注与晶体管成本相关的经济问题,这一问题将随着规模的扩大而降低。

“事实上,现在当我们展望未来时,摩尔定律的经济学……承受相当大的压力可能是合适的,因为这从根本上就是你要传递的。每一代人都有成本效益,”Holt说。

但Holt说,制造功能更多的更小芯片是一项挑战,因为芯片可能对"更广泛的缺陷类别"更敏感。The sensitivities and minor variations increase, and a lot of attention to detail is required.

霍尔特说:“随着我们把东西做得越来越小,让它们真正工作所需要的努力也越来越困难。”“还有更多的步骤,每个步骤都需要额外的努力来优化。”

为了弥补规模扩张带来的挑战,英特尔依靠新的工具和创新。

“解决这个问题的办法就是创新。不是像最初的20年那样简单的缩放,而是每一次你经历新一代,你必须做一些事情或添加一些东西,以使缩放或改进继续下去,”Holt说。

英特尔拥有当今业界最先进的制造技术,并率先建立了许多新工厂。英特尔在90纳米和65纳米工艺中添加了应变硅,提高了晶体管的性能,然后在45纳米和32纳米工艺中添加了氧化门材料——也被称为高k金属栅极。

英特尔在22nm工艺上将晶体管结构转变为3D形式,以继续缩小芯片。最新的22nm芯片是将晶体管层层叠加在一起,使芯片具有3D设计,而不是像以前的制造技术那样彼此相邻。

英特尔过去一直为自己制造芯片,但在过去两年中,它已经开放了制造工厂,为Altera、Achronix、Tabula和Netronome等公司有限地制造芯片。上周,英特尔(Intel)任命前制造业主管科再奇(Brian Krzanich)担任首席执行长,这表明该公司可能试图通过签订更大的芯片制造合同,让其工厂实现盈利。苹果的名字作为英特尔的潜在客户之一流传着。

对英特尔来说,制造业的进步也与公司的市场需求相关。随着个人电脑市场的疲软,英特尔已经将发布基于最新制造技术的平板电脑和智能手机的节能Atom芯片列为优先事项。英特尔预计将在今年晚些时候开始生产22nm制程的Atom芯片,随后将在明年生产14nm制程的芯片。

英特尔公司本周表示,即将推出的22纳米Atom芯片将基于一种名为Silvermont的新架构,其速度将比之前采用32纳米制程的芯片快三倍,节能五倍。Atom芯片包括今年晚些时候将用于平板电脑的Bay Trail;Avoton服务器;以及明年推出的智能手机产品Merrifield。英特尔正试图赶上ARM,后者的处理器目前被用于大多数智能手机和平板电脑。

缩小芯片尺寸,需要很多的想法,其中有许多是正在形成中的大学研究由芯片制造商和半导体行业协会所资助的过程中,霍尔特说。有些想法围绕新的晶体管结构,也材料来代替传统的硅。

“菌株是我们过去做过的一个例子,但是使用锗代替硅肯定是一个正在研究的可能性。更奇特的是,使用III-V材料提供了优势,”霍尔特说。“还有正在评估的新设备以及不同形式的集成。”

III-V材料家族包括砷化镓。

研究也正在进行在像IBM,这是调查公司石墨烯的处理器,碳纳米管硅处理器中的光学电路

美国政府的国家科学基金会是领导的努力名为“摩尔定律背后的科学与工程”,资助制造业、纳米技术、多核芯片和量子计算等新兴技术的研究。

有时,不立即做出改变是一个好主意,Holt说,并指出英特尔1999年过渡到180-nm制程上的铜互连。英特尔在进军铜业方面起步较晚,霍尔特说,当时的决定是正确的。

他说:“在那个时候,这套设备还不够成熟。Holt说,他还补充说,英特尔也在很晚才采取浸入式光刻技术,这为公司节省了数百万美元。

当英特尔转向浸入式光刻技术时,过渡很顺利,而早期的采用者却在挣扎。

芯片制造商的下一个大动作是生产450毫米的晶片,这将使工厂以更低的成本生产更多的芯片。英特尔去年7月投资工具制造商ASML的21亿美元,用于制造更小的芯片电路和更大的晶圆片。继英特尔之后,台积电和三星也投资了阿斯麦。台积电的一些客户包括高通(Qualcomm)和英伟达(Nvidia),它们设计基于ARM处理器的芯片。

英特尔对ASML的投资还与实现EUV(极端紫外线)技术工具的开发紧密相连,这种技术可以在硅上塞进更多的晶体管。EUV缩短了使用掩模在硅上传输电路图案所需的波长范围。这使得晶圆上的图像更清晰,芯片可以携带更多的晶体管。这项技术被视为摩尔定律延续的关键。

霍尔特无法预测英特尔何时会采用450毫米的晶圆,他希望这一技术能在十年内实现。他说,EUV具有挑战性,并补充说,在实施之前还有一些工程问题需要解决。

然而,霍尔特相信英特尔的缩减,并保持领先像台积电和GlobalFoundries的对手,这是试图追赶上分别与3D晶体管的实施制造了16纳米和14纳米工艺的能力,未来年。但英特尔正在推进第二代3D晶体管,不像它的竞争对手,也在不断缩小晶体管,这将给它一个制造​​优势。

谈到英特尔的竞争对手,Holt说,"由于他们相当诚实和开放,他们将暂停区域扩张,他们不会节省成本。"我们将继续在晶体管性能上拥有巨大的优势。”

Agam Shah为IDG新闻服务覆盖pc,平板电脑,服务器,芯片和半导体。在Twitter上关注Agam@agamsh。阿甘的电子邮件地址是agam_shah@idg.com

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