“3D晶體管或許有人熟悉有人陌生,事實(shí)上,這早已不是什么新鮮的概念,最早的耗盡型貧溝道晶體管我們?cè)?989年就見(jiàn)到過(guò),之后基于DELTA技術(shù)的多閘極電晶體成為業(yè)內(nèi)一個(gè)重要的研究方向。
像伴英特爾早在2002年就對(duì)外宣傳他們的3D晶體管設(shè)計(jì),大風(fēng)集團(tuán)也很早就開(kāi)始大力投入3D晶體管的研發(fā)。
為什么這么多人盯著這個(gè)方向,說(shuō)白了,就是因?yàn)楫?dāng)晶體管的尺寸縮小到25nm以下時(shí),傳統(tǒng)的屏幕尺寸卻已經(jīng)無(wú)法縮小,那么問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)。
我們一起來(lái)看大屏幕。”
大屏幕上出現(xiàn)了幾張技術(shù)分析圖,“二維結(jié)構(gòu)晶體管自上世紀(jì)60年代開(kāi)始應(yīng)用,到現(xiàn)在已使用接近半個(gè)時(shí)間,然而我們注意到,隨著閘極長(zhǎng)度越來(lái)越小,源極和汲極的距離越來(lái)越近,閘極下方的氧化物也越來(lái)越薄,從而加劇漏電的可能性。
同時(shí),原本電子是否能由源極流到汲極是由閘極電壓來(lái)控制的,但是閘極長(zhǎng)度越小,閘極與通道之間的接觸面積也越小,也就是閘極對(duì)通道的影響力變小了。
尤其是當(dāng)閘極長(zhǎng)度縮小到 20 納米以下的時(shí)候,這些問(wèn)題格外明顯。
而當(dāng)原本的源極和汲極拉高變成立體板狀結(jié)構(gòu)時(shí),源極和汲極之間的通道變成了板狀,閘極與通道之間的接觸面積一下子就變大了。
這樣一來(lái)即使閘極長(zhǎng)度縮小到 20 納米以下仍然能保留很大的接觸面積,仍然可以控制電子是否能由源極流到汲極,可以說(shuō),多閘極晶體管的載子通道受到接觸各平面的閘極控制,提供了一個(gè)更好的方法可以控制漏電流。
同時(shí),由于多閘極晶體管有更高的本征增益和更低的溝道調(diào)制效應(yīng),在類比電路領(lǐng)域也能夠提供更好的效能,從而減少耗電量并提升芯片效能。
我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,32nm的立體晶體管可以比32nm平面晶體管帶來(lái)最多40%的性能提升,且同等性能下的功耗減少一半。”
此時(shí)站在臺(tái)上負(fù)責(zé)主講的人,名叫楊培棟。
提到3D晶體管,尤其是提到Fi,也就是鰭式場(chǎng)效晶體管,更多人的第一反應(yīng)肯定是胡正銘,畢竟胡正銘一直都是以Fi發(fā)明者的身份為人熟知的。
但事實(shí)上Fi并不是胡正銘一個(gè)人發(fā)明的,而是一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)明的,而且其中有三個(gè)核心人物,胡正銘是一個(gè),還有兩個(gè)分別是金志杰和楊培棟。
為了搞3D晶體管孟謙還真去找過(guò)胡正銘,但或許是因?yàn)楹憦呐_(tái)積電走后依然是臺(tái)積電的顧問(wèn),而大風(fēng)集團(tuán)前幾年跟臺(tái)積電關(guān)系又很僵的緣故,胡正銘并沒(méi)有接受孟謙的邀請(qǐng)。
于是孟謙就又去找了楊培棟和金志杰,同時(shí),大風(fēng)半導(dǎo)體還有很多從其他地方挖來(lái)的頂尖人才,今天的成功也是團(tuán)隊(duì)的成果。
這個(gè)楊培棟也算是個(gè)神奇人物了,頭頂“世界100位頂尖青年發(fā)明家”,“全球頂尖100名化學(xué)家”,“全球頂尖100名材料科學(xué)家”三大頭銜。
而且一提到楊培棟就一定會(huì)有人聯(lián)想到努力兩字,所有跟楊培棟合作過(guò)的人都不會(huì)少了這一評(píng)價(jià)。
但孟謙跟楊培棟當(dāng)年私下溝通時(shí)候特別投機(jī)的一點(diǎn)在于兩人對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法都是努力當(dāng)然是正能量的事情,但很多時(shí)候像孟謙和楊培棟這種拼命的人就是單純的真的很想去做一件事情,在外人看來(lái)就成了拼命,事實(shí)上,只是因?yàn)橄胱觥?br/>
宣揚(yáng)努力有兩種方式,一種是販賣焦慮,一種是販賣熱愛(ài),孟謙更喜歡后者。
楊培棟跟胡正銘一樣,在多個(gè)大學(xué)和企業(yè)任職,在大風(fēng)半導(dǎo)體他現(xiàn)在也只是顧問(wèn)的身份,并不常在公司,但這個(gè)項(xiàng)目確實(shí)他出了很大的力,最后還是決定由他來(lái)主講。
除了他在業(yè)內(nèi)的名氣,還有楊培棟身上一種說(shuō)不清的自信很適合主講,正如現(xiàn)在,楊培棟在講解完技術(shù)后語(yǔ)氣平淡卻讓人感覺(jué)擲地有聲的說(shuō)道,“在公司團(tuán)隊(duì)的努力下,3D晶體管終于可以從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)。
可以說(shuō)這是晶體管歷史上最偉大的里程碑式發(fā)明,甚至可以說(shuō)是重新發(fā)明了晶體管,我們終于可以滿懷希望的說(shuō),3D晶體管時(shí)代真的來(lái)了。
整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)將正式進(jìn)入3D時(shí)代,摩爾定律的瓶頸由大風(fēng)半導(dǎo)體打破。
半導(dǎo)體市場(chǎng)將迎來(lái)又一次充滿活力的發(fā)展,我相信,至少在未來(lái)五年內(nèi),這都將是半導(dǎo)體行業(yè)最重要的一次技術(shù)突破。
我們應(yīng)該為大風(fēng)半導(dǎo)體感到開(kāi)心,更應(yīng)該為整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)感到高興,因?yàn)榇箫L(fēng)半導(dǎo)體,給了這個(gè)行業(yè)新的希望。”
就是因?yàn)闂钆鄺澆粌H僅只是大風(fēng)半導(dǎo)體的顧問(wèn),所以他站在行業(yè)的角度去評(píng)價(jià)反而顯得不是那么違和,而這樣的抬舉讓這一技術(shù)突破顯得更有意義和價(jià)值,現(xiàn)場(chǎng)掌聲雷動(dòng)。
而此時(shí)英特爾的保羅看著直播身體都在發(fā)抖,因?yàn)檫@份榮譽(yù),本該屬于英特爾。
世界上第一個(gè)從實(shí)驗(yàn)室走出來(lái)可以市場(chǎng)化的3D晶體管Tri-Gate是英特爾在2011年5月6日發(fā)布的。
英特爾因此又一次鞏固了自己在半導(dǎo)體行業(yè)的老大地位,然而這一切都沒(méi)了,就算英特爾明天發(fā)布Tri-Gate,英特爾也只能是一個(gè)老二。
保羅一時(shí)間沒(méi)有辦法接受這個(gè)事實(shí),甚至讓情報(bào)部門(mén)出發(fā)去調(diào)查大風(fēng)半導(dǎo)體是不是來(lái)偷技術(shù)了。
因?yàn)橛⑻貭柺?002年宣布這個(gè)技術(shù)方向的,但差不多90年代就開(kāi)始在考慮這個(gè)技術(shù)方向了,那個(gè)時(shí)候大風(fēng)集團(tuán)都還沒(méi)創(chuàng)立。
保羅這怎么都無(wú)法理解也無(wú)法相信大風(fēng)半導(dǎo)體居然后來(lái)居上趕在了英特爾的前面把技術(shù)成熟化了,應(yīng)該至少有5年的研發(fā)周期差距,理論上來(lái)說(shuō)這不可能。
其實(shí)市場(chǎng)上很多人都有這個(gè)疑惑,而最后的結(jié)論又是因?yàn)榇箫L(fēng)集團(tuán)早就確定了這個(gè)方向并且專注死磕。
當(dāng)工藝還在90nm+的時(shí)代,哪怕是英特爾也沒(méi)有完全確認(rèn)未來(lái)的方向,因?yàn)榧夹g(shù)都是有兩面性的,搞3D晶體管也有問(wèn)題。
就比如對(duì)模擬或設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)這簡(jiǎn)直是要了老命了,因?yàn)閷?duì)于采用傳統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)不得不通過(guò)更少變量來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的電氣響應(yīng)。
這一方面需要工具創(chuàng)新跟上,另一方面極大的提升了設(shè)計(jì)難度,在整個(gè)3D晶體管發(fā)展的過(guò)程中就一直有人懷疑這個(gè)方向是錯(cuò)的,所以繼續(xù)使用二維晶體管,通過(guò)材料革新和二維結(jié)構(gòu)革新也是一個(gè)主流方向。
這就像當(dāng)初光刻機(jī)要不要搞浸沒(méi)式一樣,大家都不確定,大家都是一點(diǎn)點(diǎn)在試,但重生者就很確定了,沒(méi)辦法,英特爾還在猶豫還在彷徨的時(shí)候,孟謙已經(jīng)確定了方向并孤注一擲,又挖到了核心人才,一切就這么發(fā)生了。
此時(shí)的英特爾非常低沉,本想著靠這一技術(shù)挽回英特爾在移動(dòng)芯片市場(chǎng)的尷尬局面,通過(guò)工藝領(lǐng)先實(shí)現(xiàn)芯片性能領(lǐng)先從而搶占移動(dòng)芯片市場(chǎng)。
然而英特爾在移動(dòng)處理器領(lǐng)域做的是真廢,可以說(shuō)曾經(jīng)的英特爾在這一工藝上足足領(lǐng)先了3年,而且英特爾當(dāng)時(shí)都說(shuō)了這一工藝推出的主要目的就是奔著移動(dòng)處理器去的,還在三年內(nèi)增加了接近50億米元的投入,可愣就是沒(méi)把移動(dòng)處理器給做好。
而這一世就更不用說(shuō)了,英特爾這個(gè)3年領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)這會(huì)兒都沒(méi)了,也不知道英特爾能不能想出什么辦法來(lái)逆天改命。
不過(guò)不管英特爾接下去打算干嘛,市場(chǎng)這會(huì)兒可能沒(méi)這么相信英特爾了,發(fā)布會(huì)后,市場(chǎng)反應(yīng)是最真實(shí),當(dāng)天英國(guó)ARM股價(jià)直接跌了6.5%,英特爾股價(jià)大跌8.6%。
還有隔壁三星直接跌了9.8%。
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