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來(lái)源：eettaiwan 根據一份有關(guān)半導體發(fā)展藍圖的白皮書(shū)，傳統的半導體制程微縮預計將在2024年前告終；好消息是各種新型的元件、芯片堆疊和系統創(chuàng )新仍持續使運算性能、功耗和成本受益… 根據致力于規劃新版半導體發(fā)展藍圖的工程師所提供的白皮書(shū)，傳統的半導體制程微縮預計將在2024年以前告終。值得慶幸的是，各種新型的元件、芯片堆疊和系統創(chuàng )新，可望持續使運算性能、功耗和成本受益。 在國際元件與系統技術(shù)藍圖(International Roadmap for Devices and Systems；IRDS)最新發(fā)表的一份白皮書(shū)中提到，“由于多間距、金屬間距以及單元高度同時(shí)微縮，使得晶粒成本迄今持續降低。這一趨勢將持續到2024年�！� 在2024年以后，該白皮書(shū)中提到，“已經(jīng)沒(méi)有足夠的空間布局觸點(diǎn)，加上接觸多間距(CPP)微縮導致性能退化的結果，預計實(shí)體通道長(cháng)度將因靜電程度惡化而在12nm飽和，CPP則在24nm飽和，以保留足夠的電源密度(~11nm)，使元件觸點(diǎn)提供可接受的寄生效應�！� IRDS是首度于1965年發(fā)布的“國際半導體技術(shù)藍圖”(ITRS)之延伸版本。去年五月，IEEE接手后將它重新命名為IRDS，并擴展到涵蓋新型系統級技術(shù)。 IEEE預計將于11月在美國華府舉行的活動(dòng)上正式發(fā)布IRDS的第一個(gè)版本。新的白皮書(shū)象征邁向更新版本的過(guò)渡階段。 在ITRS時(shí)代的許多白皮書(shū)都在介紹傳統的研究，例如CMOS微縮、新興元件與良率等。只有幾篇論文能不落俗套地介紹一些新的領(lǐng)域，例如系統互連，以及量子與神經(jīng)系統等新型運算。 在所有的白皮書(shū)中，所謂的“后摩爾定律”(More Moore)在文章中有最詳盡的介紹。它提供有關(guān)邏輯元件與存儲器元件尺寸與材料及其關(guān)鍵元件(如互連)的大量資訊。 例如，在白皮書(shū)中預測，FinFET可為實(shí)現高性能邏輯應用持續微縮到2021年；然而，在2019年以后，將開(kāi)始轉向環(huán)繞式閘極(GAA)電晶體，并可能轉向需要垂直納米線(xiàn)元件，屆時(shí)將會(huì )因為鰭片寬度微縮限制，而不再有閘極長(cháng)度微縮的空間�！� 該白皮書(shū)中并預測，插入高遷移率材料(如鍺)，可望使“驅動(dòng)電流提高一個(gè)數量級”。 它還預測，隨著(zhù)芯片制造商轉移到水平和垂直GAA電晶體，“2019年以后的寄生效應將隨設計規則緊縮而成為主要的旋鈕，預計寄生效應將在關(guān)鍵路徑性能發(fā)揮更大影響力�！� 芯片堆疊和各種新興元件可望為CMOS以外的元件提高性能以及降低成本�！皹I(yè)界必須追尋3D整合路徑，如堆疊與單片3D (或序列整合)，以維持系統的性能與增加功率，同時(shí)保有成本優(yōu)勢�！� IEEE研究員兼IRDS主席Paolo A. Gargini表示：“我們的研究團隊正致力于確認挑戰以及提議可能的解決方案，突破摩爾定律所定義的現有限制�！� 系統創(chuàng )新就在眼前... 這份白皮書(shū)的初步版本針對新系統架構指出，“針對摩爾定律的限制，許多組織均根據新的元件實(shí)體提出補救措施。代表性的新元件包括神經(jīng)形態(tài)電路、量子位元與自旋電子學(xué)等等。這些新的元件代表大幅擴展以往關(guān)注于CMOS與微處理器的領(lǐng)域…明顯偏離了現有的發(fā)展路徑�！� 為了實(shí)現這種新架構，該發(fā)展藍圖還包括有關(guān)于應用基準的新部份，標示出11個(gè)值得追蹤的領(lǐng)域，廣泛地涵蓋運算方式等。 針對系互連部份則廣泛探討有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)連接的挑戰，包括為先進(jìn)的RF電路“增加鍺和三五族(III-V)材料的使用，并將其整合于硅基的CMOS平臺上�！� 數據中心“則需要緊密型低成本功率光子元件以及緊密型布線(xiàn)電路的開(kāi)發(fā)�！� 最后還探討了確保新興物聯(lián)網(wǎng)(IoT)將采取“需要耦合軟件與硬件的新方法”。有趣的是，在預測CMOS微縮的部份，也預期英特爾(Intel)最近發(fā)布的3D XPoint將會(huì )是新一代的儲存類(lèi)存儲器之一。 “盡管細節部份仍然不足，但據推測，基于硫族化物的相變材料閾值切換(OTS)特性構成了選擇器元件的核心�！� |
