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IBM通往后硅片时代的六大技术

2019-08-15 19:01:07来源:励志吧0次阅读

  IBM曾愿意向Globalfoundries支付高达10亿美金的费用以让后者接管其芯片制造业务。IBM和Globalfoundries发言人对此不予置评,那么这条消息是否真实?笔者以为不然。因为不到一个月以前IBM还宣布要投入 0亿美元的大手笔来研发芯片业务,以满足云计算和大数据系统的新兴需求。

  在芯片业务领域,蓝色巨人IBM有他自己的一套六脉神剑的打法。笔者以为主要在以下几个方面的技术上取得突破,就或许能引领行业,在材料学和设备工程上更进一步:

  硅光子技术

  硅光子技术是一种基于硅光子学的低成本、高速的光通信技术,用代替电子信号传输数据,英特尔实验室通过混合硅技术的集成器,首次实现了基于硅光子的数据连接。

  硅光子技术利用标准硅实现计算机和其它电子设备之间的光信息发送和接收。与晶体管主要依赖于普通硅材料不同,硅光子技术采用的基础材料是玻璃。由于光对于玻璃来说是透明的,不会发生干扰现象,因此理论上可以通过在玻璃中集成光波导通路来传输信号,很适合于计算机内部和多核之间的大规模通信。

  硅纳米光子技术利用光脉冲进行通信,而不是采用传统的铜导线技术,从而为大量数据在服务器、大型数据中心和超级计算机的芯片间通信提供了一条超高速公路,能够缓解传统互联方式的数据流量拥堵和高成本的限制。

  企业正在进入计算新时代,需要系统来实时处理和分析极其大量的信息,即大数据。硅纳米光子技术为大数据的挑战给出了答案,它能够无缝连接大型系统的各个部件。

  低功耗晶体管

  除了碳纳米管之类的新材料之外,还需要新的架构和创新的设备理念来提高未来系统的性能。功耗是纳米电子电路的根本挑战。为了理解该挑战,可以设想一个漏水的水龙头,即便非常快地关上阀门,还是会有水往下滴,这跟现在的晶体管的情形非常相似,在晶体管中经常会发生能源 泄露 或者浪费的情况。

  为了减少的能耗,IBM 的科学家们正在研究隧道场效应晶体管(TFET)。在这种特殊类型的晶体管中, 带-带 隧穿的量子力学效应被用来驱动电流流过晶体管。与互补CMOS晶体管相比,TFET 的能耗可以降低100倍。

  纳米技术

  硅晶体管,也就是芯片上传递信息的微型开关,一直在年复一年被制造得越来越细小,但它们正在接近物理极限点。它们越来越细小的尺寸现在已经达到了纳米级,想要在进一步就显得越来越艰难,但半导体制程工艺有希望在未来数年里从目前的22纳米缩减到14纳米,进而缩减到10纳米,甚至到7nm以下。

  IBM高级副总裁、IBM 研究院院长 John Kelly 博士指出 问题不在于我们是否将把 7纳米技术应用到芯片生产制造过程中,而是我们如何做到、何时做到,以及以何种代价做到。

  将芯片的制程工艺缩减到7纳米及以下正在成为一项严峻的挑战。这需要深刻的物理学和纳米材料专业知识。IBM 是世界上仅有的少数几家能够开展这种层次的科学与工程研究的公司之一, Envisioneering集团技术总监Richard Doherty 表示。

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