IBM 5纳米芯片挑战摩尔定律

随着IBM、GlobalFoundries和三星成功地将300亿个晶体管安装到单个5纳米芯片上的消息传开，摩尔定律将在未来几年内继续发挥作用。

关注这一趋势摩尔定律的预测,即能够适应在一个芯片上的晶体管数量每两年就会翻一番,减慢或变得过时,研究高性能和并行计算已经开始获得牵引力的计算解决方案确保权力不断扩大,同时降低电力和资源需求。

IBM通过使用一种新型的栅极实现了这一壮举:全围绕场效应晶体管(GAAFET)。这与在7纳米芯片中发现的鳍场效应晶体管(FINFET)类似。两者都是“三维的”，向上延伸一个鳍以容纳更多的硅，但在GAAFET的情况下，有三个纳米薄片硅层。

制造这么小的芯片是一项复杂的任务。然而，通过使用紫外线激光蚀刻，过程变得更加精确和易于管理，这是IBM制造5纳米芯片的突破的一部分。

过去，科技行业分析师并不认为5纳米芯片在本世纪20年代初之前是可能实现的。虽然IBM及其合作伙伴在开始生产5纳米芯片之前还有一段时间，但它仍是业界领先的开始。

目前，10nm是市场上最小的芯片，智能手机通常使用14nm高通芯片。与之前的10nm芯片相比，5nm芯片的速度和功率效率将显著提高(分别提高40%和75%);IBM认为，手机的电池寿命可以延长几天。

有人猜测GAAFET可以缩小到3纳米。然而，芯片的尺寸越小，晶体管的物理局限性就越有可能出现问题，包括增加制造的复杂性。

GAAFET具有三个纳米薄片层。图片由IBM．

10nm和14nm生产和性能

谈论3nm芯片可能会超越我们自己，因为7nm芯片还没有进入市场，而10nm芯片刚刚开始出现。

三星才开始去年10月生产10纳米芯片与14纳米芯片相比，其性能提高了27%，功率效率提高了40%。

咖啡湖这是英特尔第8代酷睿处理器的代号，是Kaby Lake 14纳米微架构的继承者。据报道，与Kaby Lake相比，它改进了制造工艺，性能提高了30%。最近发布的英特尔i9芯片也将使用14纳米芯片。

然而，英特尔声称，芯片尺寸并不是描述芯片密度实际提高的最佳方式，三星的10纳米芯片在改进之前仍然等同于英特尔的14纳米芯片。寻址性能的另一种方法涉及使用一个公式，该公式关注标准逻辑单元密度和基于典型芯片设计的加权。