北京時間6月6日早間消息，在開發(fā)了全球首個7納米芯片的兩年之后,，IBM宣布,，該公司已取得技術突破，利用5納米技術制造出密度更大的芯片,。

IBM研究所科學家展示5納米芯片晶圓

　　這種芯片可以將300億個5納米開關電路集成在指甲蓋大小的芯片上,。作為對比，同樣大小的7納米芯片可以集成200億個晶體管,。

　　簡單來說,，芯片上的晶體管越密集，晶體管之間的信號傳遞速度就越快,。IBM表示,，隨著晶體管密度的增加，5納米芯片相對于10納米芯片可以實現(xiàn)40%的性能提升,，或是將功耗降低75%,。

　　IBM使用了一種新型晶體管，即堆疊硅納米板,，將晶體管更致密地封裝在一起,。納米板晶體管通過4柵極去發(fā)射電子，這與當前通過3柵極發(fā)射電子的FinFET晶體管不同,。FinFET最初出現(xiàn)在22納米和14納米芯片中,，預計在7納米芯片中仍將繼續(xù)得到使用。

　　IBM研究院半導體技術研究副總裁穆克什·凱爾（Mukesh Khare）表示,，芯片行業(yè)正在努力突破FinFET的設計,，因為這種設計無助于集成電路規(guī)模的進一步擴大。隨著芯片設計人員嘗試集成更多的晶體管,，芯片正面臨晶體管泄露的問題,。

　　凱爾指出：“從幾何學上來說，F(xiàn)inFET無法再繼續(xù)擴大規(guī)模,?！?/p>

　　IBM研究納米板晶體管技術已有十余年時間。該公司使用“極端紫外線”光刻技術來制造納米板晶體管,，同樣的工藝也應用在IBM的7納米測試芯片中,。

　　IBM與Global Foundries和三星合作展開了5納米芯片的研究。這一合作組織在2017年日本的VLSI技術和電路大會上公布了這款芯片,。IBM不會生產(chǎn)這種芯片,，生產(chǎn)工作由Global Foundries和三星負責，而這兩家公司也可以選擇獲得5納米工藝的授權,。

　　預計5納米芯片將在2020年左右開始大規(guī)模量產(chǎn),。

　　目前的芯片工藝仍停留在10納米階段。例如,，高通最新的驍龍835處理器就是使用三星10納米工藝的首批芯片之一,。三星最新的Galaxy S8智能手機搭載了這款芯片。

　　盡管IBM發(fā)布了5納米芯片工藝,，但芯片行業(yè)仍面臨巨大的困難,，以跟上摩爾定律的預測。不過,，IBM的5納米工藝至少指出了芯片行業(yè)在2020年之前的發(fā)展方向,。

　　凱爾表示：“摩爾定律不斷受到挑戰(zhàn)，因為跟上摩爾定律并不容易,。這需要不斷取得基礎性的突破,。這種新的晶體管將幫助芯片行業(yè)繼續(xù)發(fā)展，產(chǎn)生摩爾定律所預測的經(jīng)濟價值,?！?/p>

　　盡管如此，由于芯片行業(yè)面臨著摩爾定律能否持續(xù)的不確定性,，因此芯片設計者正在探索替代方案,。近年來,，芯片的重要發(fā)展來自于新的處理器架構，而不是在單位面積上集成更多晶體管,。例如,，GPU（圖形處理單元）已成為“深度學習”技術主要的訓練工具。谷歌則開發(fā)了專用處理器TPU（張量處理單元）,，目標是通過云計算平臺運行深度學習軟件,。

　　知名科技行業(yè)分析師帕特里克·莫爾海德（Patrick Moorhead）表示：“摩爾定律自誕生以來一直在衰落，但直到最近才無法跟上每兩年晶體管密度翻番的節(jié)奏,。行業(yè)正在使用GPU,、DSP、FPGA和ASIC來應對異構計算需求,?！?/p>

　　他表示：“向5納米工藝的發(fā)展非常重要。因為所有計算,，包括異構計算,，都需要這種技術來提高效率或性能?！?/p>