IBM联合三星共同推出新芯片架构：速度提升2倍，功耗降低85%！

2021-12-17 11:10

2021 IEEE国际电子器件会议（IEDM）上，“蓝色巨人”IBM联合三星共同推出“垂直传输场效应晶体管”（VTFET）芯片设计新工艺。

（资料图）

IBM与三星将晶体管以垂直方式堆叠，并让电流也垂直流通，使晶体管数量密度再次提高，更大幅提高电源使用效率，并突破1nm制程的瓶颈。

相较传统的水平放置晶体管的设计，这种新型的垂直传输场效应晶体管将能增加晶体管数量堆叠密度，在每个芯片上实现更高密度的这些组件，让运算速度提升两倍，同时借电流垂直流通，使功耗在相同性能发挥下降低85％。通过这种新设计，IBM和三星希望将摩尔定律扩展到纳米片阈值之外并减少能源浪费。

（接通电流时，VTFET（和横向 FinFET晶体管组合结构的并排比较）

此外，IBM和三星还指出，此技术用在未来手机上以后，一次充电续航时间可长达一星期，可使某些耗能密集型任务如加密运算更省电，减少对环境的影响。不过IBM与三星尚未透露何时开始将垂直传输场效应晶体管设计应用于产品，但是市场人士预估，短时间内会有进一步消息。

IBM 研究院混合云和系统副总裁 Mukesh Khare 博士表示：“今天我们共同发布这项新技术是在致力于挑战突破传统思路，重新思考我们应该如何持续推动社会进步，并提供新的创新，以改善人类的生活、工作和减少对环境所带来的负面影响。”

当今，主流的芯片架构采用的是横向传输场效应晶体管（FET），例如鳍式场效应晶体管（FinFET），因硅体类似鱼背鳍而得名。随着摩尔定律的延续，集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍，同时计算机的运行速度和存储容量也翻一番，如今可以塞进单个芯片的晶体管数量也几乎达到了极限。全新的设计方法能通过放宽晶体管门长度、间隔厚度和触点尺寸的物理限制来解决缩放（scaling ）障碍，并在性能和能耗方面对这些功能进行优化，这或许或成为未来芯片设计的新方向之一。