英特尔45纳米制程技术为晶体管带来巨大改变

2007-09-04 09:09:17来源: CNET科技资讯网

自从1947年第一个晶体管发明以来,科学技术一直在迅猛发展,为更高级、更强大、成本效益和能效更高的产品发明铺平了道路。尽管进步巨大,但是晶体管发热和电流泄露问题始终是制造更小的晶体管、让摩尔定律持久发挥效力的关键障碍。毫无疑问,过去40年一直用来制造晶体管的某些材料需要进行替代。

英特尔公司已经开发出应用于其45纳米晶体管的新型材料,当这些材料组合在一起时,就可制造出一种漏电率极低、性能极高的晶体管。英特尔采用45纳米制程技术开发出首批可工作的处理器——这些处理器是英特尔下一代英特尔酷睿2和至强系列处理器中Penryn系列的一部分。通过这些处理器的开发,英特尔已经成功地解决了阻碍摩尔定律发展的一些重大障碍。消除这些障碍将最终制造出能效更高、成本更低、性能更强的计算产品,应用于从笔记本、移动设备到台式机和服务器不一而足。

在晶体管诞生60周年来临之际,让我们来回顾一下晶体管的发展历史及其重要里程碑,因为英特尔的45纳米技术创新催生了新的半导体技术,并将把摩尔定律带入下一个10年。

1947年12月16日:威廉·邵克雷(William Shockley)、约翰·巴顿(John Bardeen)和沃特·布拉顿(Walter Brattain)成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管。

1950年:威廉·邵克雷开发出双极晶体管(Bipolar Junction Transistor),这是现在通行的标准的晶体管。

1953年:第一个采用晶体管的商业化设备投入市场,即助听器。

1954年10月18日:第一台晶体管收音机Regency TR1投入市场,仅包含4只锗晶体管。

1961年4月25日:第一个集成电路专利被授予罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)。最初的晶体管对收音机和电话而言已经足够,但是新的电子设备要求规格更小的晶体管,即集成电路。

1965年:摩尔定律诞生。当时,戈登·摩尔(Gordon Moore)预测,未来一个芯片上的晶体管数量大约每年翻一倍(10年后修正为每两年),摩尔定律在Electronics Magazine杂志一篇文章中公布。

1968年7月:罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从仙童(Fairchild)半导体公司辞职,创立了一个新的企业,即英特尔公司,英文名Intel为“集成电子设备(integrated electronics)”的缩写。

1969年:英特尔成功开发出第一个PMOS硅晶体管技术。这些晶体管继续使用传统的二氧化硅栅介质,但是引入了新的多晶硅栅电极。

1971年:英特尔发布了其第一个微处理器4004。4004规格为1/8英寸 x 1/16英寸,包含仅2000多个晶体管,采用英特尔10微米PMOS技术生产。

1978年:英特尔标志性地把英特尔8088微处理器销售给IBM新的个人电脑事业部,武装了IBM新产品IBM PC的中枢大脑。16位8088处理器含有2.9万个晶体管,运行频率为5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推动英特尔进入了财富(Forture) 500强企业排名,《财富(Forture)》杂志将英特尔公司评为“七十大商业奇迹之一(Business Triumphs of the Seventies)”。

1982年:286微处理器(又称80286)推出,成为英特尔的第一个16位处理器,可运行为英特尔前一代产品所编写的所有软件。286处理器使用了13400个晶体管,运行频率为6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。

1985年:英特尔386?微处理器问世,含有27.5万个晶体管,是最初4004晶体管数量的100多倍。386是32位芯片,具备多任务处理能力,即它可在同一时间运行多个程序。

1993年:英特尔奔腾处理器问世,含有3百万个晶体管,采用英特尔0.8微米制程技术生产。

1999年2月:英特尔发布了奔腾III处理器。奔腾III是1x1正方形硅,含有950万个晶体管,采用英特尔0.25微米制程技术生产。

2002年1月:英特尔奔腾4处理器推出,高性能桌面台式电脑由此可实现每秒钟22亿个周期运算。它采用英特尔0.13微米制程技术生产,含有5500万个晶体管。

2002年8月13日:英特尔透露了90纳米制程技术的若干技术突破,包括高性能、低功耗晶体管,应变硅,高速铜质接头和新型低-k介质材料。这是业内首次在生产中采用应变硅。

2003年3月12日:针对笔记本的英特尔迅驰移动技术平台诞生,包括了英特尔最新的移动处理器“英特尔奔腾M处理器”。该处理器基于全新的移动优化微体系架构,采用英特尔0.13微米制程技术生产,包含7700万个晶体管。

2005年5月26日:英特尔第一个主流双核处理器“英特尔奔腾D处理器”诞生,含有2.3亿个晶体管,采用英特尔领先的90纳米制程技术生产。

2006年7月18日:英特尔安腾2双核处理器发布,采用世界最复杂的产品设计,含有17.2亿个晶体管。该处理器采用英特尔90纳米制程技术生产。

2006年7月27日:英特尔酷睿2双核处理器诞生。该处理器含有2.9亿多个晶体管,采用英特尔65纳米制程技术在世界最先进的几个实验室生产。

2006年9月26日:英特尔宣布,超过15种45纳米制程产品正在开发,面向台式机、笔记本和企业级计算市场,研发代码Penryn,是从英特尔?酷睿?微体系架构派生而出。

2007年1月8日:为扩大四核PC向主流买家的销售,英特尔发布了针对桌面电脑的65纳米制程英特尔酷睿2四核处理器和另外两款四核服务器处理器。英特尔酷睿2四核处理器含有5.8亿多个晶体管。

2007年1月29日:英特尔公布采用突破性的晶体管材料即高-k栅介质和金属栅极。英特尔将采用这些材料在公司下一代处理器——英特尔酷睿2双核、英特尔酷睿2四核处理器以及英特尔至强系列多核处理器的数以亿计的45纳米晶体管或微小开关中用来构建绝缘“墙”和开关“门”,研发代码Penryn。采用了这些先进的晶体管,已经生产出了英特尔45纳米微处理器。

45纳米有多小?有多强大?

1纳米=10亿分之一米;或者说 1纳米=0.0000000001米

1947年贝尔实验室制造的第一个晶体管可握在手中,而英特尔制造的全新45纳米晶体管仅在一个红血球细胞表面即可容纳数百个。

如果一所房子缩小为一个晶体管大小,不借助显微镜你根本无法看到这所房子。要看到45纳米大小的晶体管,你需要借助非常先进的显微镜。

英特尔即将推出的下一代45纳米处理器(研发代码:Penryn)中,一个晶体管的价格仅相当于1968年时一个晶体管平均价格的百万分之一。如果汽车价格以同样的速度下滑,今天一部新车的价格将仅为1美分。

你可以在一根人类的头发宽度上摆放2000多个45纳米晶体管。

你可以在一个针头上摆放3万多个45纳米晶体管,加起来约合150万纳米。

本文一个小数点(直径约为0.1毫米或10万纳米)可填入2千多个45纳米晶体管。

一个45纳米晶体管可在1秒钟内切换约3千亿次。一个45纳米晶体管开关一次所需时间,仅相当于以光速(每秒30万公里)穿行0.1英寸所需的时间。

关键字:酷睿  至强  移动  双极

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