IBM日前在日本京都宣布，該公司研究團(tuán)隊在晶體管的制造上取得了巨大的突破——在一個指甲大小的芯片上，從集成200億個7納米晶體管飛躍到了300億個5納米晶體管。據(jù)報道，這一出色表現(xiàn)有望挽救瀕臨極限的摩爾定律，使電子元件繼續(xù)朝著更小、更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。

目前最先進(jìn)的晶體管是finFET，以芯片表面投射的載硫硅片翅片狀隆起而命名，其革命性突破的關(guān)鍵在于，在三維結(jié)構(gòu)而非二維平面上控制電流的傳遞。這種設(shè)計可應(yīng)用于10納米甚至7納米節(jié)點(diǎn)芯片。但是，隨著芯片尺寸越來越小，電流變得愈發(fā)難以關(guān)閉，即使使用這種先進(jìn)的三面“門”結(jié)構(gòu)，仍會發(fā)生電子泄漏。

半導(dǎo)體行業(yè)一直致力于打造5納米節(jié)點(diǎn)替代方案。IBM此次宣布的最新結(jié)構(gòu)中，每個晶體管由三層堆疊的水平薄片組成，每片只有幾納米厚度，完全被柵極包圍，能防止電子泄漏并節(jié)省電力，被稱為“全包圍門”結(jié)構(gòu)。

IBM的半導(dǎo)體技術(shù)和研究副總裁馬克斯·凱爾表示，“我們認(rèn)為新結(jié)構(gòu)將成為繼finFET之后的普遍結(jié)構(gòu)，它代表了晶體管的未來。”

報道稱，IBM公司用多年時間研究制造堆疊納米芯片工藝技術(shù)和材料，此前流行的電子束光刻工藝對于批量生產(chǎn)而言過于昂貴，而即將投入生產(chǎn)的5納米芯片，將使用工藝成本有所降低的極光紫外光刻技術(shù)。新型芯片雖然只有指甲大小，其上卻能集成300億個晶體管，在與10納米芯片進(jìn)行對比的測試中發(fā)現(xiàn)，在給定功率下，其性能可提升40%；在同等效率下，5納米芯片可以節(jié)省74%電能。

IBM計劃與三星公司及全球制造商共同合作，生產(chǎn)5納米節(jié)點(diǎn)測試芯片，并提供給全球客戶，在未來幾年內(nèi)滿足日益增長的市場需求，為自動駕駛、人工智能和5G網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)鋪路。