IBM日前在日本京都宣布，該公司研究團(tuán)隊(duì)在晶體管的制造上取得了巨大的突破——在一個(gè)指甲大小的芯片上，從200億個(gè)7納米晶體管飛躍到了300億個(gè)5納米晶體管。這一出色表現(xiàn)有望挽救瀕臨極限的摩爾定律，使電子元件繼續(xù)朝著更小、更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。

目前最先進(jìn)的晶體管是finFET，以芯片表面投射的載硫硅片翅片狀隆起而命名，其革命性突破的關(guān)鍵在于，在三維結(jié)構(gòu)而非二維平面上控制電流的傳遞。這種設(shè)計(jì)可應(yīng)用于10納米甚至7納米節(jié)點(diǎn)芯片。但是，隨著芯片尺寸越來越小，電流變得越難以關(guān)閉，即使使用這種先進(jìn)的三面“門”結(jié)構(gòu)，仍會(huì)發(fā)生電子泄漏。

IBM此次宣布的最新結(jié)構(gòu)中，每個(gè)晶體管由三層堆疊的水平薄片組成，每片只有幾納米厚度，完全被柵極包圍，能防止電子泄漏并節(jié)省電力，被稱為“全包圍門”結(jié)構(gòu)。IBM的半導(dǎo)體技術(shù)和研究人員表示，“我們認(rèn)為新結(jié)構(gòu)將成為繼finFET之后的普遍結(jié)構(gòu)”，它代表了晶體管的未來。

據(jù)悉，IBM公司用多年時(shí)間研究制造堆疊納米芯片工藝技術(shù)和材料，此前流行的電子束光刻工藝對(duì)于批量生產(chǎn)而言過于昂貴，而即將投入生產(chǎn)的5納米芯片，將使用降低了工藝成本的極光紫外光刻技術(shù)。新型芯片雖然只有指甲大小，其上卻能集成300億個(gè)晶體管，在與10納米芯片進(jìn)行對(duì)比測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在給定功率下，其性能可提升40%；在同等效率下，5納米芯片可以節(jié)省74%電能。