只有几个原子那么厚，IBM宣布将制造5纳米芯片

IBM研究所的科学家展示5纳米芯片晶片

IBM最近在日本京都宣布，其研究团队在晶体管制造方面取得了重大突破——从将200亿个7纳米晶体管集成到300亿个5纳米晶体管的钉子大小的芯片上。根据美国电气和电子工程师协会(IEEE)频谱杂志6日的报道，这种杰出的性能有望拯救接近极限的摩尔定律，并使电子元件继续朝着更小、更经济的方向发展。

目前，最先进的晶体管是鳍式场效应晶体管(finFET)，以芯片表面投射的含硫硅片的鳍状凸起命名。其革命性突破的关键在于控制电流在三维结构中的传输，而不是二维平面。这种设计可以应用于10纳米甚至7纳米的节点芯片。然而，随着芯片尺寸变得越来越小，电流变得越来越难以闭合。即使使用这种先进的三面“栅极”结构，电子泄漏仍然会发生。

半导体行业一直致力于创造一个5纳米节点的替代品。在IBM这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，每个薄片只有几纳米厚，并且完全被栅极包围，这可以防止电子泄漏并节省功率，被称为“完全包围栅极”结构。

IBM半导体技术和研究副总裁马克斯·凯尔(Max Kyle)表示，“我们相信，新结构将成为继鳍式场效应晶体管(finFET)之后的一种常见结构”，这代表了晶体管的未来。

根据这份报告，IBM已经花了很多年研究和制造堆叠纳米芯片的技术和材料。以前流行的电子束光刻技术对于大规模生产来说太昂贵了。然而，具有降低的工艺成本的极光紫外光刻技术将用于将投入生产的5纳米芯片。尽管新芯片只有钉子那么大，但它可以集成300亿个晶体管。与10纳米芯片相比，在给定功率下，新芯片的性能可提高40%。在同样的效率下，5纳米芯片可以节省74%的电能。

IBM计划与三星和全球制造商合作，生产5纳米节点测试芯片，并提供给全球客户，以满足未来几年不断增长的市场需求，为实现自动驾驶、人工智能和5G网络铺平道路。