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英特尔3D结构晶体管的原理丝印台太原霍尔轮胎螺帽测距

时间:2022/08/02 19:21:19 编辑:

英特尔3D结构晶体管的原理

英特尔5月5日在其北京的中国研究院宣布,22nm三栅极(Tri-Gate)的革命性3D晶体管将批量生产,还将在2011年底前批量投产研发代号为Ivy Bridge的22nm微处理器芯片,首先用于熟化设备笔记本封边机电脑、服务器和台式机。其革命性体现在把已延续了50多年的2D平面晶体管结构突破到了3D结构且可批量生产,这堪称一个里程碑式的标志。目前,除了英特尔之外,还没有其他任何一家厂商可以做到这一点。

虽然英特尔没有公布3D结构晶体深海鱼油管用于低功耗凌动处理器的具体时间表,但英特尔大连芯片如发现有漏油厂总经理兼技术与制造事业部亚洲区发言人Kir常见故障5:by Jefferson表示:“会很快。”由此可以预期,一旦采用3D三栅极晶体管的凌动处理器进入市场,在低功耗、低成本的嵌入式领域必将掀起一场滔天巨浪。届时,I-A(英特尔与ARM)大战将正式进入贴身白热化的程度,ARM将面临来自22nm工艺3D三栅极晶体管技术的强劲挑战。

随着英特尔3D三栅极晶体管消息的发布,ARM股价应声狂跌了7.3%,而英特尔股价则趁势上涨了1.95%。不管未来I-A战役双方胜负结果如何,可以肯定的是,消费者将会享受到价格更低、功耗更小、性能更高的嵌入式消费电子产品带来的愉悦体验。

下面来看看3D三栅极晶体管的技术特性。在低电压时,22nm工艺的3D三栅极晶体管比此前的32nm平面晶体管栅极延迟,即开关速度快了37%,功耗降低了50%。

图1 英特尔3D三栅极晶体管结构图

那么上述特性是如何实现的呢?传统扁平的2D平面晶体管只在塑料风机顶部有一个栅极,英特尔的研发人员将2D平面栅极“拔”高成了相当薄的、从硅基体垂直竖起的3D硅鳍状物(见图1)。这样,在鳍状物的两侧和顶部各有一个栅极,形成导电通道,增加了反型层面积,提高了次临界斜率,降低了漏电流和临界电压,进而实现电流控制。使晶体管在“开”的状态下让尽可能多的电流通过,而在“关”的状态下尽可能让电流接近零,降低了功耗;同时还能在两种状态之间迅速切换,开关速度快就可以提高晶体管性能。这种情况下,制造成本只增加了%。英特尔3D三栅极晶体管与32nm平面晶体管对比、3D三栅极晶体管与2D平面晶体管的通道电流与栅极电压特性曲线比较分别如图2和图3所示。

图2 英特尔22nm 3D三栅极晶体管与32nm平面晶体管对比

图3 英特尔3D三栅极晶体管与传统2D平面晶体管的通道电流与栅极电压特性曲线比较

另外,由于Bulk 晶体管、部分耗尽型SOI(PDSOI)晶体管属于未完全耗尽型晶体管,而全耗尽型SOI(FDSOI)需要昂贵的超薄SOI 晶圆,整体制程成本增加了大约 10%。因此,英特尔没有采用上述技术。

3D三栅极晶再用毛巾擦净箱底体管结构还提供了一种管理晶体管密度的方式,由于这些鳍状物本身是垂直的,晶体管也能更紧密地封装,这是摩尔定律追求的技术和经济效益的关键所在。未来,设计师还可以不断增加鳍状物的高度,从而获得更高的性能和能效。

据悉,英特尔专门在全球同步的美国发布会上展示了22nm工艺的Ivy Bridge微处理器,可用于笔记本电脑、服务器和台式机。基于Ivy Bridge的酷睿系列处理器将是首批采用3D三栅极晶体管进行批量生产的芯片。(end)

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