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2020年量产？IBM推出全球第一个5nm芯片

编辑：jiayuan 2017-06-06 13:30:04 来源于：新浪科技

　　6月6日消息众所周知，美国IBM公司在2015年7月成功研制出了全球第一款采用7nm制程工艺的芯片处理器。而据外媒最新消息显示，IBM日前公开宣布，该公司目前已经成功利用5nm制程工艺研制出了密度更大的芯片！

IBM研究所科学家展示5nm芯片晶圆

　　据悉，这种芯片可以将300亿个5nm开关电路集成在指甲盖大小的芯片上。作为对比，同样大小的7nm芯片可以集成200亿个晶体管。

　　简单来说，芯片上的晶体管越密集，晶体管之间的信号传递速度就越快。IBM表示，随着晶体管密度的增加，5nm芯片相对于10nm芯片可以实现40%的性能提升，或是将功耗降低75%。

　　IBM使用了一种新型晶体管，即堆叠硅nm板，将晶体管更致密地封装在一起。nm板晶体管通过4栅极去发射电子，这与当前通过3栅极发射电子的FinFET晶体管不同。FinFET最初出现在22nm和14nm芯片中，预计在7nm芯片中仍将继续得到使用。

　　IBM研究院半导体技术研究副总裁穆克什·凯尔（Mukesh Khare）表示，芯片行业正在努力突破FinFET的设计，因为这种设计无助于集成电路规模的进一步扩大。随着芯片设计人员尝试集成更多的晶体管，芯片正面临晶体管泄露的问题。

　　凯尔指出：“从几何学上来说，FinFET无法再继续扩大规模。”

　　IBM研究nm板晶体管技术已有十余年时间。该公司使用“极端紫外线”光刻技术来制造nm板晶体管，同样的工艺也应用在IBM的7nm测试芯片中。

　　IBM与Global Foundries和三星合作展开了5nm芯片的研究。这一合作组织在2017年日本的VLSI技术和电路大会上公布了这款芯片。IBM不会生产这种芯片，生产工作由Global Foundries和三星负责，而这两家公司也可以选择获得5nm工艺的授权。

　　预计5nm芯片将在2020年左右开始大规模量产。

　　目前的芯片工艺仍停留在10nm阶段。例如，高通最新的骁龙835处理器就是使用三星10nm工艺的首批芯片之一。三星最新的Galaxy S8智能手机搭载了这款芯片。

　　尽管IBM发布了5nm芯片工艺，但芯片行业仍面临巨大的困难，以跟上摩尔定律的预测。不过，IBM的5nm工艺至少指出了芯片行业在2020年之前的发展方向。

　　凯尔表示：“摩尔定律不断受到挑战，因为跟上摩尔定律并不容易。这需要不断取得基础性的突破。这种新的晶体管将帮助芯片行业继续发展，产生摩尔定律所预测的经济价值。”

　　尽管如此，由于芯片行业面临着摩尔定律能否持续的不确定性，因此芯片设计者正在探索替代方案。近年来，芯片的重要发展来自于新的处理器架构，而不是在单位面积上集成更多晶体管。例如，GPU（图形处理单元）已成为“深度学习”技术主要的训练工具。谷歌则开发了专用处理器TPU（张量处理单元），目标是通过云计算平台运行深度学习软件。

　　知名科技行业分析师帕特里克·莫尔海德（Patrick Moorhead）表示：“摩尔定律自诞生以来一直在衰落，但直到最近才无法跟上每两年晶体管密度翻番的节奏。行业正在使用GPU、DSP、FPGA和ASIC来应对异构计算需求。”此外，莫尔海德还表示，“向5nm工艺的发展非常重要。因为所有计算，包括异构计算，都需要这种技术来提高效率或性能！”

　　值得注意的是，Intel方面此前曾确认将在2017年推出采用14nm制程工艺的第八代酷睿处理器。尽管Intel方面一再表示他们的14nm要比竞争对手的10nm还要优秀，但毋庸置疑的是，Intel的制程工艺目前确实要落后与IBM！

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