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业界一直传说3D三栅级晶体管技术将会用于下下代14nm的半导体制造，没想到英特尔竟提前将之用于22nm工艺，并且于上周四向全表示将在年底进行规模量产，批量投产研发代号IvyBRIDGE的22纳米英特尔CPU，并在美国展示了这款处理器。计划中将有五个工厂同时转入22nm 3D晶体管制程。如下图。用了50多年的2D平面硅晶体管将被3D晶体管所取代，这确是一种划时代的进步。虽然其它半导体阵营如IBM也有类似的技术研究，但此次英特尔是宣布已能进行大规模量产。这一发布令业界无不惊叹：半导体技术又了新生，摩尔定律又得以延续。英特尔的确太伟大了，它带领全球半导体业又迈上的新的台阶。摩尔定律创始人戈登?摩尔对此次突破性的给出了很高的评价：“在多年的中，我们已看到晶体管尺寸缩小所面临的极限。这种在基本结构层面上的改变，是一种真正性的突破，它能够让摩尔定律以及创新的历史步伐继续保持活力。”什么是3D三栅极晶体管技术呢？如下图。“平面的”2-D平面栅极被超级纤薄的、从硅基体垂直的3-D硅鳍状物所代替。电流控制是通过在鳍状物三面的每一面安装一个栅极而实现的（两侧和顶部各有一个栅极），而不是像2-D平面晶体管那样，只在顶部有一个栅极。更多控制可以使晶体管在“开”的状态下让尽可能多的电流通过（高性能），而在“关”的状态下尽可能让电流接近零（即漏电，低能耗），同时还能在两种状态之间迅速切换，进一步实现更高性能。就像摩天大楼通过向天空发展而使得城市规划者可用空间一样，英特尔的3-D三栅极晶体管结构提供了一种晶体管密度的。由于这些鳍状物本身是垂直的，晶体管也能更紧密地封装起来——这是摩尔定律追求的技术和经济效益的关键点所在。未来，设计师还可以不断鳍状物的高度，从而更高的性能和能效。目前几种主流3D晶体管技术的比较“事实上，英特尔在十年前就已成功研发出单鳍片晶体管，随后研出发多鳍片晶体管、三栅极SRAM单元以及三栅极RMG流程（如下图）。这为英特尔推出大规模量产的三栅极CPU作好了充分的。”英特尔技术与制造事业部亚洲区发言人柯必杰（KirbyJeffersON）在上周北京的记者会上表示，“所以，我们说能大规模生产，是表示我们的生产良率、缺陷率等参数已完全能大规模生产的要求，和目前的32nm工艺的水平已非常接近。”他称。他还比较了英特尔的3D三栅极技术与其它两种3D晶体管技术的区别。“3D三栅极晶体管技术优于Bulk，PDSOI以及FDSOI技术。”他解释，对于Bulk晶体管技术，衬底电压在反型层（源漏电流在其上流动）施加某些电气影响，衬底电压的影响降级电气次临界斜率（晶体管关闭特征），是未完全耗尽的；部分耗尽的SOI（PDSOI），浮体在反型层施加某些电气影响，降级次临界斜率，也是未完全耗尽；全耗尽SOI（FDSOI），浮体，而次临界斜率，需要昂贵的超薄SOI 晶圆，这让整体制程成本了大约10%。而英特尔的全耗尽型3D三栅极晶体管，栅极从三个侧面控制硅鳍状物，次临界斜率，反型层面积，用于更高的驱动电流， 制程成本只2-3%。 单晶体管功耗下降50%，性能37%与之前的32纳米平面晶体管相比，22纳米3-D三栅极晶体管在低电压下将性能了37%，而功耗下降一半。无疑，这一巨大的改进意味着它们将是英特尔进入小型手持设备的。“采用这种技术的终端，仅要求晶体管在运行时只用较少的电力进行开关操作。全新的晶体管只需消耗不到一半的电量，就能达到与32纳米芯片中2-D平面晶体管一样的性能。”柯比表示，“低电压和低电量的好处，远远超过我们通常从一代制程升级到下一代制程时所的好处。它将让产品设计师能够灵活地将现有设备创新得更智能，并且有可能出全新的产品。”显然，这个全新的22nm技术，将是英特尔在手持设备市场与ARM阵营决一死战的重要与。虽然此次只是宣布了ivyBridge处理器的量产，并没有表示嵌入式CPU何时引入22nm，但是柯比对昌旭表示：“我们每一代新的工艺上，由桌面CPU引入，再引入到嵌入式CPU。这个时间差在每一代工艺上都会缩小。”他的话好像给出了一种暗示。如今在手持设备市场，英特尔被赋予太多的责备与猜疑，甚至有分析师指“英特尔已是昨日黄花，英特尔已没有创新能力了。”昌旭认为这种说法的分析师太不了解英特尔了。英特尔可以说一直是半导体技术前进的动力，而半导体技术是所有电子产业的基石。只是，英特尔在下一盘很大的棋，外面的人不一定看得懂，包括近年来巨资收购麦咖啡、风河和英飞凌，还有传闻中的将收购NFC技术等等，这些就像是一盘迷局，让很多人雾里看花。此次，英特尔又了所人有的猜测，提前在22nm工艺上就推出3D三栅级晶体管，这显示出英特尔这盘棋的步伐已加快了，一场重大战役就快打响了。作为消费者的我们，当然希望看到更多先进的技术与产品，让我们拭目以待。
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