IBM 的概念納米片晶體管最終可能導致新型芯片的開發。

IBM 的概念納米片晶體管在氮沸點下表現出近乎兩倍的性能提升。這一成就預計將帶來多項技術進步，并可能為納米片晶體管取代 FinFET 鋪平道路。更令人興奮的是，它可能會導致更強大的芯片類別的開發。

液氮廣泛用于整個半導體制造過程，以消除熱量并在關鍵工藝區域創造惰性環境。然而，當沸點達到 77 開爾文或 -196 °C 時，它就不能再用于某些應用，因為當前一代的納米片晶體管尚未設計成能夠承受這種溫度。

這種限制是不幸的，因為理論上芯片可以在這種環境中提高其性能。現在，這種可能性可能會成為現實，正如 IBM 在本月早些時候于舊金山舉行的 2023 年 IEEE 國際電子器件會議上提出的概念納米片晶體管所證明的那樣。

與 300 K 的室溫條件相比，概念晶體管在氮沸點下的性能幾乎提高了一倍。這種性能提升歸因于電荷載流子散射減少，從而降低了功耗。降低電源電壓可以通過減小晶體管寬度來幫助縮小芯片尺寸。事實上，這一發展可能會導致新型強大芯片的誕生，該芯片采用液氮冷卻而不會導致芯片過熱。

IBM 的概念納米片晶體管也可能在納米片晶體管取代FinFET的過程中發揮作用，因為后者可能更好地滿足3nm芯片的技術需求。一般來說，納米片晶體管相對于FinFET的優點包括尺寸減小、驅動電流高、可變性降低以及環柵結構。高驅動電流是通過堆疊納米片來實現的。在標準邏輯單元中，納米片狀傳導通道堆疊在只能容納一個 FINFET 結構的區域中。

我們預計納米片晶體管將在2納米級節點上首次亮相，例如臺積電N2和英特爾20A。它們還被用在IBM的第一個2納米原型處理器中。

顯而易見的是，芯片技術越小越好，納米片晶體管也將推動該行業的發展。

IBM 高級研究員 Ruqiang Bao 表示，納米片器件架構使 IBM 能夠在指甲蓋大小的空間內安裝 500 億個晶體管。簡而言之，正如IEEE所強調的那樣，納米片技術將被證明是縮小邏輯器件規模不可或缺的一部分。

審核編輯：黃飛