2011-05-05
英文句號"." 容下約600萬個電晶體
Intel 22nm 3D Tri-Gate制程技術側寫
文: John Lam / 新聞中心
文章索引: IT要聞 處理器 INTEL 半導體

Intel 宣佈將正式量產全新 22nm 制程 3D Tri-Gate 電晶體,再次向宣示其半導體領域的領導地位,回首半導體技術發展,首顆電晶體成品非常大,甚以可以用手直接進行組裝,與全新 22nm 制程 3D Tri-Gate 電晶體相較, 1 個英文句號已擁有 600 萬個電晶體,形成強烈對比。

 

世界上首顆電晶體是由 William Shockley 、 John Bardeen 和 Walter Brattain 於 1947 年 12 月 16 日在貝爾實驗室完成, 1950 年 William Shockley 開發出雙極結型電晶體,正是現在通行的 2D 標準電晶體,但要直至 1954 年 10 月 18 日,首款採用電晶體技術產品「 Regency TR1 」收音機才正式上市,內含四顆鍺電晶體。

 

最初的電晶體技術對收音機和電話而言已經足夠,直至 1961 年 4 月 25 日羅伯特諾伊斯獲得首個積體電路專利,令人們對電晶體設備要求開始提高,正式進入積體電路時代。

 

60 年代的電晶體技術使用傳統的二氧化矽 SiO2 柵介質,但 1965 年由摩爾和諾伊斯創建的 Intel ,於 1969 年成功開發出 PMOS 矽柵極電晶體技術,引入了新的多晶矽柵電極,兩年後的 1971 年首顆處理器 Intel 4004 面市,採用 2 吋晶圓 PMOS 制程,處理器內含 2250 個電晶體。

 

1985 年,推出的 Intel 80386 處理器已擁有 275,000 個電晶體,採用了當時創新 1.5 微米 CMOS 制程,電晶體數目比 Intel 4004 處理器多出 100 多倍。 2002 年,半導體領域進入奈米年代, Intel 運用全新的應變矽高速銅質接頭和新型 Low-k 介質材料,達成全新 90nm 制程,其中這是業內首次在生產工藝中採用應變矽。

 

2007 年, Intel 再次以突破性的 High-k 金屬柵極電晶體,達成全新 45nm 處理器產品, 2009 年,再以經改良的第二代 High-k 金屬柵極電晶體,達成全新 32nm 制程處理器產品。

 

2011 年,在距離首顆電晶體面市 60 多年後, Intel 把電晶體由 2D 時代進入 3D 時代,全新 22nm 3D Tri-Gate 電晶體將可令半導體制程技術打破傳統物理限制,並為未來半導體發展帶來重大影響。

 

22nm
32nm 2D 電晶體與 22nm 3D 電晶體的差異

 

Intel 22nm 制程知多點 !?

 

1 個英文句號能容納 600 萬個電晶體一根頭髮的寬度約為 4 千多個 22nm 電晶體,相等於兩顆 Intel 4004 處理器,如果一幢普通房子按照電晶體的發展速度持續縮小,那麼你必需要通過顯微鏡才能看到它。

 

如果要用肉眼看得到 22nm 電晶體,等同把一顆處理器放大至與一幢普通房子還要巨型, 22nm 處理器的運行速度是 Intel 4004 處理器的 4000 多倍,每顆電晶體功耗下降 5000 多倍,價格是原來的 5 萬份之 1 。

 

22nm 電晶體 1 秒內將開關 1000 億次,如果以人手開關電燈要花上 2 千年時間, Intel 每秒可以生產約 50 億個電晶體,每年總數是 150,000,000,000,000,000 個。

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