英特尔宣布计划到2030年生产万亿晶体管处理器

英特尔宣布计划在2030年前实现万亿晶体管处理器，从而迎来Angstrom时代。这家硅巨头是在IEEE国际电子设备会议上宣布这一消息的，该会议象征着晶体管75周年。

英特尔组件研究小组（CRG）提交了9篇论文，重点介绍了该公司自上次会议以来所做的各种研究和取得的进展。该小组特别专注于融合硅和2D和3D封装，铁电元件的进步，以及功率效率的提高，所有这些都有助于实现2030年前万亿晶体管的目标。

英特尔的CRG此前曾负责FinFet、应变硅和Hi-K金属栅极的突破。

 

英特尔的工艺技术路线图。图片由英特尔提供。（点击图片放大）

 

到2030年实现万亿晶体管处理器将是摩尔定律的成功延续，据推测摩尔定律已达到理论极限。在一个越来越依赖能力更强的处理能力的世界里，提高晶体管密度是满足需求的几种策略之一。

在这篇文章中，我们将回顾英特尔在2022年IEDM上的一些亮点。

 

3D混合包装

该小组提出的关键发展之一是在准单片3D封装中提高了小芯片之间的互连密度。

在2021年IEDM上，该小组展示了这种具有10μm键合间隙的架构。在2022年的活动中，该小组报告称，成功地将键合间隙减少到3μm，使互连密度增加了10倍。

 

英特尔将目光投向了下一个互连密度提高10倍的目标。图片由英特尔提供。（点击图片放大）

 

这种增加的密度还为顶部和底部小芯片如何相对于彼此定位以及堆叠中的小芯片数量提供了更大的灵活性。

“准单片”方面来自于这样一种想法，即这种芯片架构可以实现类似于纯单片芯片的性能，其中互连是在单个芯片内制造的。

据报道，英特尔关于这一主题的演讲表明，他们的准单片封装有一条通往市场的道路，制造材料和工艺已经确定。

 

铁电元件

铁电存储器（FeRAM）是下一代存储器组件，具有高速、大存储容量和类似于非易失性FLASH的持久性存储器的特点。它由一个晶体管层组成，上面有一个铁电电容器层。

在2022年IEDM期间，英特尔集团提供了其3D FeRAM实现的演示，据报道这是迄今为止首次成功的演示。

FeRAM以前曾被认为是电介质RAM的一种可能替代品，但在实现相同密度方面仍然面临挑战。英特尔的3D FeRAM采用垂直堆叠结构，逻辑层和内存层相互叠加。这减少了水平管芯尺寸，提高了内存密度和速度，使其作为一种替代方案更具竞争力。

 

在IEDM上，英特尔展示了堆叠阵列电容器与传统铁电沟槽电容器的性能相匹配。图片由英特尔提供

 

此外，英特尔的团队还对基于Hafnia的铁电器件进行了建模，专门捕捉相变、混合相和缺陷之间的相互作用。英特尔预计，这项研究将有助于开发新型铁电存储器件以及铁电晶体管。

 

这些图表显示了多晶（反）铁的复杂循环行为，如唤醒、疲劳和压印。图片由英特尔提供。（点击图片放大）

 

英特尔及其CRG部门似乎认真遵守摩尔定律，并正在拿出创造性和创新的解决方案来支持他们的万亿晶体管目标。他们在2022年IEDM上的表现表明，他们正在从多个角度解决这个问题。