英特尔公布突破摩尔定律新技术:3D 堆叠芯片互联密度提升十倍

英特尔公布突破摩尔定律新技术:3D 堆叠芯片互联密度提升十倍】IT之家12月12日消息 , 根据外媒VideoCardz报道 , 英特尔今日发表文章 , 公布了突破摩尔定律的三种新技术 。 这些技术的目标是在2025年之后 , 还能够使得芯片技术继续发展 。
在在2021年IEEE国际电子设备会议上 , 英特尔公布了多芯片混合封装互联密度提高10倍、晶体管密度提升30%-50%、新的电源和存储器技术以及量子计算芯片技术等等 。
英特尔阐述了目前已经公布的一些创新技术 , 包括Hi-K金属栅极、FinFET晶体管、RibbonFET等 。 在路线图中 , 英特尔还展现了多种芯片工艺 , 其中包括Intel20A制程 , 将逻辑门的体积进一步缩小 , 名为GateAllAround 。
英特尔公布突破摩尔定律新技术:3D 堆叠芯片互联密度提升十倍
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▲英特尔公布的三大技术突破
英特尔公布突破摩尔定律新技术:3D 堆叠芯片互联密度提升十倍
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以下具体内容:
1、英特尔新型3D堆叠、多芯片封装技术:FoverosDirect
这项技术应用于多种芯片混合封装的场景 , 可以将不同功能、不同制程的芯片以相邻或者层叠的方式结合在一起 。 FoverosDirect技术使得上下芯片之间的连接点密度提升了10倍 , 每个连接点的间距小于10微米 。
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这项技术支持将CPU、GPU、IO芯片紧密结合在一起 , 同时还兼容来自在不同厂商的芯片混合进行封装 。
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官方表示 , 该方案有较高的灵活性 , 支持客户依据不同的需求灵活定制芯片组合 。 此外 , 英特尔呼吁业界制定统一的标准 , 便于不同芯片之间的互联 。
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英特尔于2021年7月展现了RibbonFET新型晶体管架构 , 作为FinFET的替代 。 全新的封装方式可以将NMOS和PMOS堆叠在一起 , 紧密互联 , 从而在空间上提高芯片的晶体管密度 。 这种方式能在制程不便的情况下 , 将晶体管密度提升30%至50% , 延续摩尔定律 。
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此外 , 英特尔还表示可以将二维材料引入芯片的制造中 , 可以使得连接距离更短 , 解决传统硅芯片的物理限制 。 这种二维材料为单层二硫化钼MoS2 , 应用于硅芯片连接层可以使得间距从15nm缩小至5nm 。
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2、更高效的电源技术和DRAM内存芯片技术
目前英特尔已经首次实现在300毫米硅晶圆上 , 制造拥有GaN氮化镓开关的CMOS芯片 。 这项电源技术支持更高的电压 , 成品电源管理芯片可以更加精准快速地控制CPU的电压 , 有助于减少损耗 , 此外 , 这种芯片还能够减少主板上的供电元件 。
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上图右侧展现的是英特尔研发的低延迟内存技术:FeRAM 。 这种芯片将铁元素引入芯片的制造 , 可以大大提高内存芯片的读写速度 , 在2纳秒内完成读写 。 同时 , FeRAM技术能够提高内存芯片的密度 。
3、基于硅芯片的量子运算芯片 , 有望在将来取代MOSFET晶体管
随着未来晶体管密度进一步提升 , 传统的硅芯片将走向物理极限 。 在IEDM2021大会 , 英特尔展示了世界上第一个在室温下实现磁电自旋轨道(MESO)的逻辑器件 。 这代表了制造纳米尺度的量子运算晶体管成为可能 。