IBM芯片设计取得重大突破 回首十年创新演进

2007-05-18 08:40:34来源: eNet
IBM日前宣布了一项芯片设计领域重大的突破——“Airgap”,这一技术是IBM实验室十年芯片创新历史中一个具有历史意义的突破。凭借新的材料和设计架构,IBM实验室不断地制造出尺寸更小、功能更强、能效更高的芯片,这些创新成果对IT业界产生了重要的影响。

IBM具有开创性的工作开始于1997年在整个行业中采用铜线取代铝线进行布线,这一创新使电流阻抗立即下降了35%,同时芯片性能提高了15%。

从此,IBM的科学家们一直沿着摩尔定律的轨道持续不断地推动性能的提升。以下是从IBM实验室过去十年间的几十项创新中抽取的十大芯片突破成果:

  1.铜芯片(Copper),1997年9月——出于很多技术原因,大多数人认为在芯片中取代铝线布线基本不可能。但IBM的工作小组克服了这些技术问题,很快地将铜线投入到生产中,其结果使芯片性能立刻得到提高。现在,IBM的开创性技术仍然是行业的标准。

  2.绝缘硅(SOI),1998年8月——绝缘硅(Silicon on Insulator)技术通过在现代芯片上绝缘隔离数以百万计的晶体管,从而实现了功耗的降低和性能的提高。在IBM开发出这项技术前,半导体行业对绝缘硅技术的研究已经进行了15年。

  3.应变硅(Strained Silicon),2001年6月——该项技术可以拉伸芯片内的材料,降低阻抗和加快电子流过晶体管的速度,从而提高性能和降低功耗

  4.双内核微处理器(Dual-Core Microprocessors),2001年10月——全球第一个双内核微处理器POWER4作为Regatta的一部分发布,Regatta是一款System p服务器,是当时世界上功能最强大的服务器。自此两年多以后——对于技术行业这是一个漫长的时间,我们的第一个竞争对手才将双内核芯片投放市场。

  5.浸没式光刻(Immersion Lithography ),2004年12月——IBM宣布在全球首次采用这项新的制造技术,即可以使芯片尺寸可以做得更小的技术,来生产商用微处理器。

  6.冷冻硅锗芯片(Frozen SiGe Chip),2006年6月——上世纪90年代,IBM首次采用硅锗(SiGe)取代了更加昂贵和不稳定的材料,制造出了尺寸更小、速度更快和成本更低的芯片,这使IBM开始向经营无线产品,如移动电话和路由器的公司销售芯片。去年,IBM通过与NASA提供支持的Georgia科技公司合作,又突破了硅锗技术的限制,向全球展示了第一款能够在500GHz频率以上工作的硅基芯片——通过将芯片冷冻到接近绝对零度来实现。

  7.高电介质(High-k),2007年1月——IBM宣布推出一种解决方案来解决业界最头痛的问题之一,即晶体管电流泄漏问题。通过采用新的材料,IBM将制造出具有“高电介质金属门(High-k metal gates)”的芯片,从而使产品的性能更好、尺寸更小、能源效率更高。

  8.嵌入式动态随机访问存储器(eDRAM),2007年2月——通过在微处理器芯片上采用创新的新型快速动态随机访问存储器(DRAM)取代静态存储器(SRAM),IBM能够实现三倍以上容量的嵌入式内存,并使性能得到极大提高。

  9.三维芯片堆叠(3-D Chip Stacking),2007年4月——IBM宣布采用“穿透硅通道(through-silicon vias)”技术制造三维芯片,穿透硅通道使半导体可以垂直叠放,而原来只能接近水平依次排放,这样就可以将关键线路路径的长度缩短最高达1000倍。

  10.Airgap,2007年5月——使用“自组装”纳米技术,IBM在Power架构的微处理器内数英里长的线路之间创造出一种真空状态,这样就减少了不必要的电容,提高了性能和能源效率。

关键字:架构  阻抗  摩尔

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