◇ 3-D三栅极晶体管的意义
22纳米有多大?这是个好问题,首先我们必须搞清楚纳米的概念是什么,让我们做一个简单的换算:1米=1000毫米,1毫米=1000微米,1微米=1000纳米,也就是说1纳米就等于把1毫米缩小100万倍。这是怎样的概念?也就是100万纳米才等于我们在尺子上所看到的最小刻度。
用原子作为参照物来看,1纳米相当于原子半径的四倍,所以22纳米的大小,用肉眼是不可能观察到的。我们的计算机核心处理器正是由22纳米的晶体管构成的,用Ivy Bridge来举例:14亿个晶体管才能构成我们所见到的Ivy Bridge单颗晶圆。既然说到了面积,那么我们就从面积来看22纳米相对于32纳米的进步。
22纳米和32纳米的面积对比
我们在上图中可以看到22纳米和32纳米之间的面积对比,22纳米明显比32纳米要小很多,这意味着英特尔在设计晶圆的时候能够用更小的面积实现更庞大的晶圆电路,从而让性能提升的同时降低芯片体积。
在同样的芯片面积中22纳米工艺设计的电路无疑会比32纳米更加复杂,而同样的,如果两者之间采用同样的电路设计,那么22纳米工艺无疑会比32纳米的体积更小,同时由于工艺的原因,22纳米带来的电能消耗也会更低——因为22纳米的漏电现象会比32纳米改良很多。
放到设计端来看,22纳米允许设计者将更复杂的电路缩小到跟原来同样的体积,而同样的,如果要实现跟原来等同的性能,那么只需要比此前小40%的电路面积就能实现,对于设计者来说,这无疑是给了他们很大的设计空间或余地。3-D三栅极晶体管的电流控制是通过鳍状物三面的每个(栅极)通道,这样设计可以保证提供更多的电流控制通道,可以使晶体管在开启状态下通过更多的电流,在关闭的状态下尽可能让电流接近于零,而22纳米工艺明显能让单位面积中容纳更多的晶体管电路,这样一来就能实现降低功耗的同时提高性能的目的。
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