英特爾日前慶祝半導(dǎo)體行業(yè)黃金法則——摩爾定律。通過更先進的技術(shù)提高晶體管密度是英特爾成功的關(guān)鍵，他們還保持了摩爾定律的準確性。目前英特爾的制造工藝是14nm，下一步是10nm工藝，將面臨更多挑戰(zhàn)。英特爾實際上已經(jīng)推遲了10納米制程，但是英特爾手里掌握了很多黑科技。分析顯示，英特爾將在10納米工藝節(jié)點啟用量子阱晶體管(簡稱QWFET)，還將使用銦鎵砷和應(yīng)變鍺兩種新型半導(dǎo)體材料。
如今的集成電路基本都是基于硅基材料，晶體管的性能、工作電壓和電流都與晶體管的結(jié)構(gòu)有關(guān)。因此，在整體功耗密度相同的情況下，晶體管的功耗與電壓的平方成正比。這個定律是1975年IBM研究員羅伯特丹尼德總結(jié)出來的，所以這個定律也以他的名字命名為——，這就是丹尼德標度定律的由來。
這些都是本文的鋪墊。這個定律在2000年以前是適用的，但是王耀慶在2005年的IEDM會議上指出，晶體管的性能已經(jīng)不能用幾何結(jié)構(gòu)來改善，功耗問題越來越嚴重。功耗來自兩個方面：——漏電流引起的靜態(tài)功耗和晶體管開關(guān)引起的動態(tài)功耗(注：動態(tài)功耗有公式：開關(guān)功率=C*V2*F)。
目前晶體管越小，漏電流越嚴重，所以解決功耗問題的重點轉(zhuǎn)移到了漏電流上。英特爾在90納米工藝中采用應(yīng)變硅技術(shù)，在45納米節(jié)點中采用HKMG (High K Metal Gate)技術(shù)，在22納米工藝中采用FinFET晶體管技術(shù)，這些都有助于降低漏電流，進一步降低功耗。
銦鎵砷晶體管結(jié)構(gòu)
好像還沒回到正題，背景就不多說了。RealWorldTech網(wǎng)站最近發(fā)表了一篇分析英特爾10納米技術(shù)的文章。分析師大衛(wèi)坎特認為，英特爾在10納米技術(shù)中很可能會使用QWFEN量子阱晶體管技術(shù)，同時還會使用新的半導(dǎo)體材料，包括N型的In0.53Ga0.47As和P型的應(yīng)變鍺。
根據(jù)他的分析，英特爾最早將在2016年的10nm工藝中使用這些黑科技，將晶體管的工作電壓從0.7V降低到0.5V，而三星、TSMC、Globalfoundries等公司要到7nm工藝才能使用這些新技術(shù)，這仍然落后英特爾一代。
