芯片業(yè)追尋后CMOS時(shí)代研發(fā)新方向
隨著傳統(tǒng)的CMOS微縮時(shí)代逐漸邁向尾聲,工程師開始轉(zhuǎn)向新的材料、制造技術(shù)、架構(gòu)與結(jié)構(gòu);半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(Semiconductor Industry Association;SIA)日前也針對(duì)如何在未來幾年內(nèi)持續(xù)保有半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新,制定了一系列的研究重點(diǎn)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201704/346104.htmSIA與半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)Semiconductor Research Corp. (SRC)共同研究,并發(fā)布了一份73頁的報(bào)告,列出14個(gè)被確定為研究重點(diǎn)的領(lǐng)域。 該列表中包括認(rèn)知運(yùn)算、互連技術(shù)、下一代制造和電源管理等項(xiàng)目。 該報(bào)告并呼吁「針對(duì)傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體以外的新技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)大的政府和產(chǎn)業(yè)投資」。
《半導(dǎo)體研究機(jī)會(huì):產(chǎn)業(yè)愿景與方向》(Semiconductor Research Opportunities: An Industry Vision and Guide)是由七十多位貢獻(xiàn)者歷經(jīng)九個(gè)月的時(shí)間撰寫而成,包括來自半導(dǎo)體、航天與國防產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的知名公司。 參與的公司包括英特爾(Intel)、德州儀器(Texas Instruments;TI)、高通(Qualcomm)、IBM、美光(Micron)、臺(tái)積電(TSMC)、亞德諾(ADI)以及應(yīng)材(Applied Materials)等公司。
該研究報(bào)告指出,傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體技術(shù)形成了摩爾定律(Moore’s Law)的基礎(chǔ),并在數(shù)十年來持續(xù)落實(shí)于產(chǎn)業(yè)界,如今它正日益成熟,業(yè)界也越來越迫切需要一種超越硅晶的新技術(shù)藍(lán)圖。
「在馮紐曼(von Neuman)運(yùn)算領(lǐng)域所要求的進(jìn)展,諸如低功耗、低電壓、超越CMOS邏輯與內(nèi)存組件及其相關(guān)材料,」該報(bào)告中提到,「而在非von Neumann運(yùn)算領(lǐng)域。 新的內(nèi)存元素與材料也具有推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前進(jìn)與創(chuàng)新的潛力。 」
SIA政府事務(wù)副總裁David Isaacs指出,這份報(bào)告旨在用于與決策者、業(yè)界代表和其他讀者討論,協(xié)助推動(dòng)資助計(jì)劃,以及為優(yōu)先研究贊助計(jì)劃提供建議。 Isaacs說:「我們想試著勾勒出我們認(rèn)為得以為半導(dǎo)體技術(shù)延續(xù)下一代創(chuàng)新的重要研究課題。 」
CMOS微縮時(shí)代告終?
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)觀察家早已預(yù)言硅晶時(shí)代終將劃下句點(diǎn),因?yàn)榭朔c芯片晶體管數(shù)量倍增有關(guān)的實(shí)體挑戰(zhàn)變得越來越艱巨,再也無法以可靠且具經(jīng)濟(jì)效益的方式實(shí)現(xiàn)。 就在上周,致力于新版半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖的工程師發(fā)表了一份白皮書,預(yù)測傳統(tǒng)的半導(dǎo)體微縮將在2024年終結(jié)。 而在那之后,「將不再有足夠的空間布局觸點(diǎn)。 」
然而,多位業(yè)界預(yù)言家也指出,各種不斷推陳出新的組件類型、芯片堆棧和系統(tǒng)創(chuàng)新,都為持續(xù)提升運(yùn)算性能以及降低功耗與成本帶來了希望。
SIA總裁John Neuffer表示:「為了實(shí)現(xiàn)足以推動(dòng)經(jīng)濟(jì)成長和社會(huì)轉(zhuǎn)型的各種技術(shù),我們的產(chǎn)業(yè)已將摩爾定律推向令人難以置信的極限。 」
「而今,要維持在相同尺寸芯片上增加更多晶體管的突破性步伐,逐漸變得越來越具挑戰(zhàn)性且十分昂貴,業(yè)界、學(xué)術(shù)界與政府必須加強(qiáng)研究伙伴關(guān)系,共同探索半導(dǎo)體創(chuàng)新的新領(lǐng)域,并促進(jìn)新興技術(shù)的持續(xù)成長。 」
據(jù)統(tǒng)計(jì),2016年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)營收約為565億美元,其中有15.5%用于研發(fā),這一研發(fā)比重已較任何產(chǎn)業(yè)更高出許多。 Issac表示,美國芯片公司投入研發(fā)的營收比重接近20%,是有產(chǎn)業(yè)中最高的。
英特爾的觀點(diǎn)
英特爾負(fù)責(zé)制造、銷售與營銷的執(zhí)行副總裁Stacy Smith在日前的部落格文章中強(qiáng)調(diào),摩爾定律并不會(huì)在近期終結(jié)。 他說,英特爾對(duì)于代7nm與5nm已經(jīng)規(guī)劃好發(fā)展藍(lán)圖了,未來將持續(xù)著眼于未來三個(gè)世代(約7-9年)的進(jìn)展。
「沒錯(cuò),有一天我們可能會(huì)達(dá)到實(shí)體極限,但并不會(huì)在近期出現(xiàn)。 」
SRC執(zhí)行總監(jiān)An Chen指出,這份報(bào)告的目的并不在于預(yù)測摩爾定律的終結(jié),盡管不同的公司對(duì)此都有不同的定義,但它確實(shí)承認(rèn)傳統(tǒng)的尺寸微縮正逐漸減緩或即將結(jié)束,而無法繼續(xù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)前進(jìn)。
「這份報(bào)告并未宣稱任何定律或任何技術(shù)的結(jié)束,」Chen說,「但技術(shù)驅(qū)動(dòng)力的結(jié)束已在業(yè)界持續(xù)幾十年了。 」
SRC是協(xié)調(diào)和監(jiān)督由政府和產(chǎn)業(yè)資助的大學(xué)研究計(jì)劃之技術(shù)研究聯(lián)盟。 Isaacs表示,該報(bào)告的出版是SIA為了扭轉(zhuǎn)半導(dǎo)體技術(shù)投資不足的趨勢做的一部份努力。
評(píng)論