IBM日前在日本京都宣布，该公司研究团队在晶体管的制造上取得了巨大的突破——在一个指甲大小的芯片上，从集成200亿个7纳米晶体管飞跃到了300亿个5纳米晶体管。据美国电气和电子工程师协会（IEEE）《光谱》杂志6日报道，这一出色表现有望挽救濒临极限的摩尔定律，使电子元件继续朝着更小、更经济的方向发展。
目前最先进的晶体管是finFET，以芯片表面投射的载硫硅片翅片状隆起而命名，其革命性突破的关键在于，在三维结构而非二维平面上控制电流的传递。这种设计可应用于10纳米甚至7纳米节点芯片。但是，随着芯片尺寸越来越小，电流变得愈发难以关闭，即使使用这种先进的三面“门”结构，仍会发生电子泄漏。
半导体行业一直致力于打造5纳米节点替代方案。IBM此次宣布的最新结构中，每个晶体管由三层堆叠的水平薄片组成，每片只有几纳米厚度，完全被栅极包围，能防止电子泄漏并节省电力，被称为“全包围门”结构。
IBM的半导体技术和研究副总裁马克斯·凯尔表示，“我们认为新结构将成为继finFET之后的普遍结构”，它代表了晶体管的未来。
报道称，IBM公司用多年时间研究制造堆叠纳米芯片工艺技术和材料，此前流行的电子束光刻工艺对于批量生产而言过于昂贵，而即将投入生产的5纳米芯片，将使用工艺成本有所降低的极光紫外光刻技术。新型芯片虽然只有指甲大小，其上却能集成300亿个晶体管，在与10纳米芯片进行对比的测试中发现，在给定功率下，其性能可提升40%；在同等效率下，5纳米芯片可以节省74%电能。
IBM计划与三星公司及全球制造商共同合作，生产5纳米节点测试芯片，并提供给全球客户，在未来几年内满足日益增长的市场需求，为自动驾驶、人工智能和5G网络的实现铺路。
总编辑圈点
摩尔定律在二十年前就被唱衰，但直到现在，半导体工程师们仍然发扬钉子精神，从方寸地腾出无限空间。就好像水力压裂法可以从看似无利用价值的岩石中释放海量天然气，新半导体工艺仍在硅片上大有用武之地。下游消费计算力的人也应珍惜和善用芯片，让手机和电脑成为我们的好助手，而不是麻烦制造者。