IBM日前发布了一项令人瞩目的技术成果——0.7纳米芯片工艺,使其成为首家公开宣布制造工艺突破1纳米技术节点的公司。该公司称,这项技术能让指甲盖大小的芯片区域容纳多达1000亿个晶体管。为实现这一目标,该技术依赖于IBM纳米堆叠技术(nanostack technology),该技术以纳米片为基础进行芯片制造。

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IBM表示,与2021年发布的2纳米芯片相比,0.7纳米芯片的晶体管密度几乎翻了一番。当时,该公司首次在制造工艺中采用了纳米片技术。IBM指出,相比当时最先进的7纳米工艺2纳米工艺的性能可提升最高45%,或功耗降低最高75%。

在芯片制造领域,纳米片技术并非全新发展。IBM发布公告一个月后,台湾的台积电(TSMC)也讨论了其纳米片技术。在一次研讨会上,台积电研发高级副总裁米玉杰博士(Dr. Yuh Jier Mii)指出,该公司已通过新型纳米片晶体管成功降低了电压变化。这位高管表示,其团队“展示的纳米片晶体管,其Vt变化在图中以蓝色显示,比性能非常优异的FinFET晶体管(以红色显示)降低了超过15%”。

作为0.7纳米技术公告的一部分,IBM声称纳米堆叠技术是对纳米片技术的升级。该公司指出,顾名思义,纳米堆叠技术是将晶体管垂直堆叠,然后交错排列。该公司称,这种设计方法实现了3D集成,从而能在芯片上封装更多晶体管。此外,该公司还表示,“纳米堆叠架构已通过CMOS集成中的超薄介电键合技术得到实验验证”,这种键合需要晶体管的精确定位。

2纳米芯片相比,0.7纳米芯片的能效可提高70%,或性能提升50%。IBM还表示,通过采用0.7纳米(7A)制造技术,一颗AI芯片的性能可从当前的4,500 TOPS提升至每秒9,000万亿次操作,从而将训练时间从三个月缩短至数周。

该公司还分享了关于如何制造其纳米堆叠晶体管的更多细节。IBM表示,他们成功开发出“一种将两个晶圆键合以创建新型多层结构的新技术”,从而制造出能推动下一代计算机芯片发展的3D晶体管


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