趣解Intel 45nm、高k技術及新移動平臺

http://www.enorth.com.cn　 2008-01-15 14:58

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　　2008年1月8日，英特爾（Intel）發布了45nm、高k技術下的Santa Rosa Refresh最新迅馳移動平臺，這一事件被宣傳為半導體界40年來的一次革命。那麼Intel發布這些新技術到底有何高深之處呢？對於一般消費者來說，冗長枯燥的技術文檔也許太枯燥難懂了，筆者決定以趣解的科普表述方式向更多的讀者講解這一技術內涵，讓大家都能對其有所了解。

　　一切源於一個詛咒摩爾定律的驅使

半導體工程師也像加勒比海盜一樣中了『詛咒』？
　　摩爾定律在電子界的聲望可謂大名鼎鼎，但是對於實際的微電子科學家來說，這實際上無異於一個無情的詛咒。如今，Intel在移動平臺也推出45nm正是受這一詛咒的驅使！

　　摩爾定律是什麼？

　　1、集成電路芯片上所集成的電路的數目，每隔18個月就翻一番。

　　2、微處理器的性能每隔18個月提高一倍，而價格下降一倍。

　　3、用一個美元所能買到的電腦性能，每隔18個月翻兩番。

戈登 · 摩爾
　　這是現今比較流行的摩爾定律的說法，也正依此發展趨勢，現在的半導體工藝發展到了45nm階段，也就是Intel發布的最新技術。

　　摩爾定律並非摩爾原話

　　這一定律的提出並不是摩爾本人的原話，在摩爾提出這一理念時，他提出的是『微芯片上集成的晶體管數目每12個月翻一番』，而後經過了實際的嚴重而得以受到認可，並且隨著實際工藝的發展，後人將時間周期寬泛到18個月或24個月。

摩爾定律驗證了半導體工藝的發展
　　Intel正是摩爾定律的第一受『詛咒』者

　　摩爾定律提出3年後，英特爾公司誕生了，其創始人之一正是戈登摩爾本人，因此，英特爾也不可避免的成為了這一『詛咒』的受驅使者。『開始時公司並沒有把摩爾定律作為一個驅動力來看待，』摩爾本人說，』真正地刻意按照定律推動技術朝此方向發展那是從最近幾代技術纔開始的。』後來英特爾把它寫進了公司的發展計劃，形成了真正的驅動力。
　　
現今工藝發展周期

　　從上圖可以看出，在現今的工藝發展形式下，摩爾定律的周期更貼近於24個月。

　　摩爾定律並非嚴格科學定律！

　　即使是再偉大、再權威的科學家也不能決定未來。阿基米德如此，牛頓如此，愛因斯坦如此，摩爾更是如此。摩爾定律是一個經驗之談，它是對一段時間內科學技術發展形式的總結，而並不是一條嚴格的科學定律，在一定前提下是能夠滿足的。但是辨證唯物主義告訴我們，事物的本質屬性纔起決定作用。摩爾定律是關於電子材質的論斷，但是也正是忽略材質本身的技術總結。當材質電氣性達到了一定極限，其決定作用便顯現出來——摩爾定律不靈了！這一材質的電氣性極限被Intel定義在45nm，在45nm階段，只有進一步研究制程工藝，纔能延續摩爾定律的效能。

　　為什麼是45nm？

　　在半導體工藝研究進展過程中，其實已經有過很多的工藝突破，尤其是最近幾代，像銅互連技術，藍紫光刻蝕技術等等，但是為什麼程這次的45nm技術和高k工藝是一次革命呢？原因就是涉及到了硅本身的材料問題。以往的關鍵技術突破都是在周邊技術上的突破，但是現在，硅本身出現問題了!

　　45nm工藝下的硅出現什麼問題了呢？

　　制作半導體器件，硅一直是一個非常好的載體，展示了它作為半導體技術靈魂的特性。但是在45nm下，它也出現了問題，那就是漏電。正像插拔插座時的放電，在沒有接觸的同時，正負極之間的空間已經被擊穿，形成了電流，電子『漏』過去了，這對於絕對性的0、1信號是個致命的錯誤，原本嚴格斷開的0信號正因為這一下漏電形成了通路的1信號，語言錯亂，使得電腦自己已經糊涂了，還談什麼繼續工作呢？

　　那麼該怎麼做呢？

　　固守不前不行嗎？當然不行，只有進一步的發展纔是前途。摩爾定律現在已經不僅僅是一個經驗總結，更已經是人類對科學發展的一個信念，不斷實現它纔是科學家的追求。這也正是Intel科學家不斷研究，終於推出45nm技術和相關技術的原因。

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編輯：趙國棟

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