3D三栅极晶体管(摘抄)

英特尔的科学家们在2002年发明了三栅极晶体管——这是根据栅极有三面而取名的。

 

传统“扁平的”2D平面栅极被超级纤薄的、从硅基体垂直竖起的3D硅鳍状物所代替。电流控制是通过在鳍状物三面的每一面安装一个栅极而实现的(两侧和顶部各有一个栅极)，而不是像2D平面晶体管那样，只在顶部有一个栅极。更多控制可以使晶体管在“开”的状态下让尽可能多的电流通过(高性能)，而在“关”的状态下尽可能让电流接近零(低能耗)，同时还能在两种状态之间迅速切换(这也是为了达到高性能)。

 

3D三栅极晶体管将在英特尔下一代22nm制程技术中采用。

单个晶体管到底有多大呢?实际上，在杂志上一个“.”符号所占的面积上就可容纳超过600万个22nm三栅极晶体管。

 

硅晶体管里程碑

 

硅晶体管史上第一次进入3D时代。英特尔推出了三栅极晶体管，其中晶体管通道增加到第三维度。电流是从通道的三面(顶部、左侧和右侧)来控制的，而不是像传统平面晶体管一样，只从顶部控制。最终的结果就是能够更好地控制晶体管、最大程度利用晶体管开启状态时的电流(实现最佳性能)，并且在关闭状态时最大程度减少电流(降低漏电)。

  　英特尔在新的半导体技术中引入了22nm创新，这将确保摩尔定律在可预见的未来仍将继续生效。让我们一起回顾晶体管的历史和关键里程碑事件：

  　* 1947年12月16日：William Shockley、John Bardeen和Walter Brattain在贝尔实验室成功开发出首个晶体管。

     * 1950年：William Shockley开发出双极结型晶体管，就是现在通行的标准晶体管。

     * 1954年10月18日：首款晶体管收音机Regency TR1上市，这种收音机里面只包含四个锗晶体管。

     * 1961年4月25日：罗伯特·诺伊斯获得首个集成电路专利。最初的晶体管对于收音机和电话而言已经足够了，但是更新的电子设备要求规格更小的晶体管——集成电路。

     * 1965年：摩尔定律诞生——戈登·摩尔在《电子杂志》发表的文章中预测：未来芯片上晶体管的数量大约每年翻一倍(10年后，修正为每两年翻一倍)。三年后，摩尔和诺伊斯创建了英特尔公司，英文名Intel即“集成电子(integrated electronics)”的缩写。

     * 1969年：英特尔开发出首个成功的PMOS硅栅极晶体管技术。这些晶体管继续使用传统的二氧化硅(SiO2)栅介质，但是引入了新的多晶硅栅电极。

     * 1971年：英特尔推出首个微处理器——4004。4004的规格为1/8英寸×1/16英寸，包含2250个晶体管，采用英特尔10μmPMOS技术在2英寸晶圆上生产。

     * 1985年：英特尔386微处理器问世，含有275,000个晶体管，是最初4004晶体管数量的100多倍。386是32位芯片，具备多任务处理能力，可同时运行多个程序。最初是使用1.5μmCMOS技术制造的。

     * 2002年8月13日：英特尔发布了90nm制程技术的若干技术突破，包括高性能、低功耗晶体管，应变硅，高速铜质接头和新型低-k介质材料。这是业内首次在生产工艺中采用应变硅。

     * 2007年9月：英特尔公布采用突破性的晶体管材料——高-k金属栅极。英特尔将采用这些材料在公司下一代处理器——英特尔酷睿2双核、英特尔酷睿2四核处理器以及英特尔至强系列多核处理器的数以亿计的45nm晶体管中用来构建绝缘“墙”和开关“门”，研发代号为Penryn。

     * 2011年5月3日——英特尔宣布将批量生产一种全新的晶体管设计。三栅极晶体管将在各种计算设备中(从服务器到台式机，从笔记本电脑到手持式设备)实现前所未有的高性能和能效。