IBM 研究院与三星合作,在半导体设计方面取得了突破性进展,声称有助于摩尔定律在未来几年保持活力,并重塑半导体行业。他们提出了一种在芯片上垂直堆叠晶体管的新方法,称为垂直传输纳米片场效应晶体管(Vertical-Transport Nanosheet Field Effect Transistor, VTFET)。如下为 VTFET 晶圆示意图:
当今,主流的芯片架构采用横向传输场效应晶体管(FET),例如鳍式场效应晶体管(FinFET),因硅体类似鱼背鳍而得名。finFET 在设计上沿着晶圆表面对晶体管分层,电流沿水平方向流动。与这类设计不同的是,VTFET 是在垂直于硅晶圆的方向上将晶体管分层,并允许电流在堆叠晶体管中上下流动。
下图为接通电流时,VTFET(左)和横向 FinFET(右)晶体管组合结构的并排比较。
这种新的设计方法通过放宽晶体管门长度、间隔厚度和触点尺寸的物理限制来解决缩放(scaling )障碍,并在性能和能耗方面对这些功能进行优化。
通过 VTFET,IBM 和三星成功地证明了在 CMOS 半导体设计中,探索纳米片技术以外的缩放性能是可能的。在这些先进的节点上,与按比例缩放的 FinFET 替代方案相比,VTFET 能够提供两倍的性能提升或者减少高达 85% 的能耗。
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