收缩特性的经典方法不起作用了,但是仍然有很多选项放在桌子上。
埃德·斯珀林
直到90海里,每个功能萎缩和牧师的摩尔定律包括更好的力量和性能的附带好处。之后,改进涉及一切从不同的后端流程到铜互联和晶体管结构。但是从20 nm向前,未来将取决于结合新材料、新结构和新包装方法和有时所有三个。
没有迹象表明功能收缩将结束。成本将迫使一些公司继续沿着相同的路径是她们自1965年首次设计了摩尔定律。但这不会是唯一的前进道路。事实上,许多改进的性能和功率可能会出现在20 nm或更老的节点,特别是物联网驱动芯片的量产40海里以上。和28 nm非常长寿的过程节点,甚至有人说,一些最先进的变化将发生在那里,。
新材料
应用材料公司董事长兼首席执行官Mike Splinter表示,未来的电源和性能的改善依赖于材料工程,不是功能萎缩。他说这些变化的主要推动力将是激烈的移动电子市场,在电池寿命和性能是至关重要的区别。
“问题是关于权力和性能和优化这两个,“分裂说。“扩展不改变设备的性能。”
应用其他高管所呈现的数据备份这些语句。董事总经理凯瑟琳Ta战略营销应用的硅系统集团表示,2000年,15%的性能提高是由于材料。她说这个数字已经接近90%,和新材料的数量正在增加在每个节点。
此外,半导体行业已经在这里只触及表面。finFETs鳍的未来将可能来自III-V类的周期性Table-gallium砷化物,砷化铟、锑化铟为例。
材料的经济正在改变。例如,FD-SOI名声更昂贵的方法比大部分硅,但设计和开发的总成本是在28 nm使用FD-SOI低于大部分CMOS双模式在20 nm和16个或14 nm finFETs。意法半导体一直吹捧的结果表明FD-SOI finFETs泄漏和性能相当,特别是当使用偏置。
其他材料也发现进入设计的非常具体的用途,。例如,考虑人造金刚石基板。钻石将增加10美元到芯片的成本,但它也是非常有效的摆脱加热食物,一个大问题在非常密集的设备和堆死。而铜钨合金散热器将运行30美分,相比之下,效果显著higher-something很难把价格在复杂的设计。
钻石一直在流行的高性能网络骨干和军事装备的原因。“如果你的芯片运行在120度,你可以放弃使用散热器温度在60度,”阿德里安·威尔逊说,元素六技术部门主管,隶属德比尔斯。“但有一颗钻石,你可以降低到115度。”
更好的是,热火可以引导在一个特定的方向,因此它可以使用各种技术,从微流体冷却散热器位于远离一个关键信号通路。
新架构
不过,只是答案的一部分材料提高性能和权力。解决瓶颈结构本身是一个大问题,特别是在薄电线包缠结结的记忆。细导线本身是一个问题,因为它们增加阻力。但是,线的长度,增加信号的距离必须旅行和驱动信号所需的能量。
Xilinx承认这个问题解决本周有新架构介绍。新UltraSCALE架构是建立在一个插入器,与分布式分层时钟结构进一步减少交通堵塞。
“我们看到互连的问题瓶颈,”David Myron说高级Xilinx FPGA产品管理和营销主管。“新架构我们已经能够利用硅90%,静态功耗提高35%。这个概念背后的是我们反思路由。由于我们获得更好的包装密度,较低的权力,因为短的电线,和2 x改善性能或降低50%的力量。”
这种方法费用如何在市场上仍有待观察。垂直叠加同死在平面configuration-remains提高能源效率的一个主要选项和/或提高性能。也是一个合乎逻辑的下一步,尤其是集成模拟IP的,这就是为什么其他公司正致力于自己的版本的2.5 d和3 d栈。其中一些正在做结合finFETs, FD-SOI等新材料。但由于性能和权力优势,Xilinx已经开始计费新架构作为第一个可编程3 d-ic和all-programmable SoC。
包装和集成
可能这条道路上走的最远的混合内存立方体财团,已经开始堆积记忆与在矽逻辑平台通过连接不同的层。微米,讨论体系结构在过去的几年中,将超越层压板包成一个完全集成芯片规模的计划。”
“大现在需要的是低成本的插入器,”Scott Graham说,总经理混合内存数据集。“也许这将是由一个不同的比300毫米硅材料。”
SK海力士也正在薄包装解决低功耗、形成因素和堆叠。Woong-Sun李,3 d项目经理在海力士,说高密度包将在明年开始出现,和当前研究的粉丝包,包以外的粉丝,堆叠使用tsv死去,在衬底和嵌入式死。
结论
所有这些选项都在考虑,但他们带来挑战。首当其冲的是成本,这就是为什么有那么多测试芯片创造了这些天,所以一些实际生产芯片。即使finFETs,唯一的批量生产是由英特尔22纳米,而不需要双模式。
有很多好的选择重比太少。从工具的角度来看,这使得它很难
t获胜的方法,所以大多数工具供应商正在阻碍承诺除了finFETs在16和14 nm。然而,它们都密切关注,因为这许多选项的数量可行的选择已经缩小。
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