联合芯片制造行业的大佬 Applied Meterials, Synopsys, 高通针对5种下一代技术的设计候选方案进行了模拟与分析, 探讨的核心问题是, 独立晶体管和完整的逻辑门 (包含独立晶体管在内) 的性能表现有何不同.
结果发现, 最后的 '赢家' 并非这5个候选方案中的任何一个, 而是一款由高通工程师新设计的方案, 叫做 NanoRings.
'设备工程师或工艺工程师, 只是对某些非常有限的特征进行了优化' , 高通公司首席工程师 S.C.Song 解释说. 举例而言, 在设备这一维度上, 重点在于晶体管的栅极能很好地控制电流通过它的通道. 然而, 当转变成完整的逻辑门而不是单个的晶体管时, 其他方面变得更加重要. 值得一提的是, Song 和他的团队发现, 设备的寄生电容——在转换过程中由于存在非预期的电容器结构而丢失——是真正的问题.
这就是为什么高通团队选择他们的纳米设计, 而不是 IBM 的 Nanosheets. 雷锋网了解到, 高通将之称为 Nanoslabs. 从侧面看, Nanoslabs 看起来像一堆两到三个长方形的硅板, 每个平板被一个高k介电和一个金属栅极包围, 栅极电压在硅中产生电场, 从而使电流流过.
用栅极电极完全包围着每个硅板, 可以很好地控制电流的流动, 但同时也引入了寄生电容, 因为硅, 绝缘子, 金属, 绝缘体, 硅片之间的结构基本上是一对电容. 雷锋网注意到, Nanorings 通过改变硅的形状来解决这一问题, 并且不完全填充金属板之间的空隙. 在氢中烘烤设备会使矩形板拉长为椭圆形. 这样就把它们之间的空间掐住了, 所以只有高k介电完全包围着它们. 金属门不能完全绕着, 所以电容就少了. 然而, 门的电场强度仍然足以抑制电流的流动.
高通公司工艺技术团队的副总裁 Chidi Chidambaram 表示, 如果要把制程工艺降至7纳米及以下, 电容缩放是最具挑战性的问题. 尽管在这一模拟中取得了明显的胜利, 但在未来的芯片中, 晶体管的问题还远未解决. Song 和他的合作者计划用纳米材料继续测试电路和设备, 他们还计划模拟更复杂的电路, 系统, 直到做出一部完整的手机.
雷锋网了解到, 最后测试的结果或许是消费者最关心——如果智能手机在纳米技术上运行, 那么它将准确计算出智能手机在正常使用一天后的剩余电量.