英特爾MESO邏輯器件

發布時間:2019/1/23 10:15:12 訪問次數:20544

bsr56

對稱硅n溝道

耗盡型結場效應

塑料微小的晶體管

打算申請的信封

厚膜和薄膜電路。該

晶體管用于

低功耗，斬波器或開關

在工業服務中的應用。

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meso邏輯器件的出現無疑極大地振奮了半導體行業，如果其性能真如刊物上所說，摩爾定律必然還會繼續延長，這意味著半導體制程的發展速度也將繼續保持。以目前的尖端7nm制程工藝來看，想要繼續推進制程的下探需要付出巨大的成本，這也是為何許多廠商已經放棄了7nm制程工藝。而依靠meso的低功耗、高算力以及可在常溫中工作的量子材料等特性，可以為芯片的制作換一種新的思路，甚至可以在未來對芯片進行3d堆疊設計，屆時芯片的性能必然將得到爆炸式的增長。當然，目前meso技術距離商用還有一段距離，但其真正能夠為半導體行業帶來的改變也著實令人期待。

在摩爾定律逐漸接近極限的今天，如何延續甚至打破摩爾定律一直是行業內的焦點話題，而摩爾定律日漸收緊的主因便是cmos工藝趨近于極限所致。如今，芯片制程工藝已經到達7nm，未來還會有5nm、3nm的制程，但現在的7nm工藝已經成為了硅材料制作的極限。

實際上，這些工藝制程單位其實指的是cpu上形成的互補氧化物金屬半導體場效應晶體管柵極的寬度，也被稱為柵長。柵長越短，就能夠在更小的地方集成更多的晶體管。因此才有制程工藝越小、功耗越低，性能越好的說法。但在硅材料制程工藝低于7nm時，晶體管中的電子便容易產生隧穿效應，極大地增加芯片制作的難度。雖然后來又找到一些方式如新材料等，可以突破7nm工藝制程限制，但每一步都走的不輕松，這也讓摩爾定律逐漸來到了極限的邊緣。

此次刊登在《自然》雜志上的研究論文，顯然讓打破摩爾定律成為了可能。這篇由英特爾主導的論文中所描述的meso主要由鉍，鐵和氧(bifeo3)組成，這種多鐵材料既擁有鐵磁性又擁有鐵電性，同時兩種狀態也具有耦合性，只要改變其中一種特性便能致使另一種特性改變，即改變電場就能相應的改變磁場，因此這種多鐵材料也可以被認為是一種量子材料。

相比cmos，meso的優勢非常明顯。在論文中，meso邏輯器件的開關電壓可以降至目前cmos最低十分之一左右，而從0到1的切換能量消耗僅為cmos的三十分之一bsr56。因此，meso在功耗上具有極強的優勢，除此使用meso制作的器件在運算速度上將達到cmos工藝的5倍。http://szjhc.51dzw.com

目前，英特爾已經制作出了meso器件的原型，采用了在室溫下呈現新興量子行為的量子材料。而通常的量子計算機在設計時必須保證在0開爾文(-273.15攝氏度)左右，否則將有可能出現微小的電壓誤差，導致量子位錯誤的在量子態間轉換。簡單來說，就是如果無法把溫度保持在絕對零度附近，對于量子計算機的性能將會產生極大的影響。而這次論文中刊登的meso器件，不僅能夠滿足未來量子計算機對內存、邏輯與互聯的需求，同時不需要保持超低溫度。

低功耗、高運算力加上量子材料的特性，讓meso成為了未來計算設備至關重要的技術之一。但目前而言，meso邏輯器件還處于早期開發的狀態，想要真正進行商用取代cmos工藝按英特爾的說法還需要十年左右的時間。

近日，著名科技雜志《自然》刊登了一則關于下一代邏輯器件的研究論文。這篇論文中，來自英特爾、加州大學伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員描述了一種磁電自旋軌道(meso)邏輯器件，結合超低休眠特性狀態功率，meso有望將電壓降低5倍，功耗降低10~30倍。文章出自：hqew.com