IBM高級研究員Nicolas Loubet拿著一片5nm厚的硅晶體片，該設(shè)備在固定功率條件下可提高性能約40%；在匹配性能條件下可節(jié)能75%。

       IBM及其研究聯(lián)盟的合作伙伴格羅方德、三星以及相關(guān)供應(yīng)商近日研發(fā)出了一種新型納米薄片硅電晶體，厚度僅5nm。該研究詳情將在2017年日本東京超大規(guī)模集成電路技術(shù)與電路會議座談會上披露。繼7nm厚的節(jié)點芯片被研發(fā)后的短短兩年時間內(nèi)，科學(xué)家們再次攻破新技術(shù)，研發(fā)出了300億個開關(guān)切換的5nm芯片。
       該技術(shù)將大大提高智能計算、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)密集型設(shè)備的性能；而節(jié)能效率的大大提高也將極大地延長智能手機(jī)和其他移動設(shè)備的電池壽命兩到三倍。
       科學(xué)家們利用堆疊的硅納米薄片替代了FinFET結(jié)構(gòu)（標(biāo)準(zhǔn)鰭式場效應(yīng)晶體管），以此作為電晶體設(shè)備結(jié)構(gòu)。而FinFET結(jié)構(gòu)之前曾是7nm薄芯片技術(shù)的藍(lán)圖。
       未來的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對智能計算和云計算的需求極大，而半導(dǎo)體技術(shù)的創(chuàng)新和提升在其中則起著重要作用。高級副總裁、IBM研究組的負(fù)責(zé)人Arvind Krishna說：基于這種大環(huán)境下大發(fā)展的要求和推動，IBM積極探索新型獨特的結(jié)構(gòu)技術(shù)和新材料，推動半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新進(jìn)步。

       紐約州立大學(xué)理工學(xué)院實驗室內(nèi)，IBM研究人員利用5nm硅薄片電晶體制備得到測試晶圓，并將其裝載入前端開啟式晶圓傳送盒中。

       該研究發(fā)表在期刊VLSI上，題為《堆疊納米薄片環(huán)柵式電晶體》，該研究證明了5nm晶片的制備具有可行性且更效率更高；不久的將來就會應(yīng)用到實踐當(dāng)中。
       和當(dāng)前市場上10nm主流技術(shù)相比，5nm尺寸的薄片技術(shù)在固定功率條件下可增強(qiáng)40%的工作性能，在匹配性能條件下可節(jié)能75%。這一技術(shù)大大迎合了未來人工智能系統(tǒng)、虛擬化現(xiàn)實和移動設(shè)備的發(fā)展要求。

       IBM研究團(tuán)隊通過納米硅薄片堆疊技術(shù)作為設(shè)備結(jié)構(gòu)，制備出了5nm晶體管的電子掃描圖，在指甲蓋大小的晶片上實現(xiàn)了300億個單位的開關(guān)，能夠更有效的進(jìn)行傳輸且性能更高。

       IBM團(tuán)隊對薄片半導(dǎo)體的研究工作已經(jīng)有10年之余。該研究在業(yè)內(nèi)首次設(shè)計并制備出了堆疊式納米薄片設(shè)備，其電子性能要比傳統(tǒng)FinFET 結(jié)構(gòu)更加優(yōu)越。
       本研究中的納米薄片電晶體結(jié)構(gòu)采用了遠(yuǎn)紫外線光刻技術(shù)（EUV），該技術(shù)可以實現(xiàn)納米薄片寬度的連續(xù)調(diào)整，在單一的制造工藝內(nèi)或晶片設(shè)計流程內(nèi)即可完成。這種可調(diào)性技術(shù)可以對特殊電路的性能和功率進(jìn)行微調(diào)，這一點是目前FinFET晶體管制備工藝所沒有的，也正是FinFET晶體管的載流鱗片高度制約了工藝的突破和發(fā)展。因此，即便FinFET晶片能實現(xiàn)5nm的尺寸，簡單地對鱗片之間的空間進(jìn)行縮小并不能有效地增加電流并提供額外的性能改善。(編譯：中國超硬材料網(wǎng))