Intel宣布在微處理器晶體管設計上取得了一項重大的突破，沿用50多年的傳統硅晶體管將實現3D架構，Intel將其命名Tri-Gate。
32nm二維晶體管與22nm三維晶體管對比
其實早在2002年Intel即發現了這一技術，現在Intel把它融入到22nm的“Ivy Bridge”芯片，Ivy Bridge晶體管的數量將達到10億。
Intel發明3D晶體管技術 22nm工藝采用
3D Tri-Gate晶體管架構將取代現有的2D架構，不僅僅在CPU領域，手機和消費電子等都將應用這一技術。
有效提高單位面積晶體管的數量
Intel3D Tri-Gate晶體管機構技術的實現，使得單位面積內的晶體管數量得到極大的提高，以往芯片受限于面積限制而無法設計更高性能的產品將不會存在了。
22nm 3D Tri-Gate晶體管模型圖
3D Tri-Gate使用一個薄得不可思議的三維硅鰭片取代了傳統二維晶體管上的平面柵極，形象地說就是從硅基底上站了起來。硅鰭片的三個面都安排了一個柵極，其中兩側各一個、頂面一個，用于輔助電流控制，而2-D二維晶體管只在頂部有一個。由于這些硅鰭片都是垂直的，晶體管可以更加緊密地靠在一起，從而大大提高晶體管密度。
3D Tri-Gate晶體管結構的優勢
這種設計可以在晶體管開啟狀態(高性能負載)時通過盡可能多的電流，同時在晶體管關閉狀態(節能)將電流降至幾乎為零，而且能在兩種狀態之間極速切換。Intel還計劃今后繼續提高硅鰭片的高度，從而獲得更高的性能和效率。
顯著提升供電效率，降低能耗
全新的3D Tri-Gate能夠提供同等性能的同時，功耗降低一半。新的接口極大的減少了漏電率。閾值電壓可以得到極大的降低。
晶體管工作在更低的電壓下，功耗也會得到顯著下降，而我們關心的處理器的工作頻率也會得到相應的提高
電壓降低0.2V
相比現在的32nm制程，處理器電壓可降低0.2V。
即使在同等電壓下，新的22nm 3D Tri-Gate晶體管架構性能也可提升37%。
加速移動處理芯片的步伐
我們知道移動芯片嚴重的依賴功耗和體積，Intel 3D Tri-Gate將會在未來應用到這一領域。
相對于傳統的2D晶體管結構，晶體管的數量將得到極大提高，我們印象中的嵌入式芯片的性能將媲美傳統處理器。而移動設備的續航時間也會隨著芯片功耗的降低得到提高。
在新的3D Tri-Gate晶體管架構的帶動下，移動設備將迎來新的黃金發展時期，技術的更新速度將明顯加快，同時將會有越來越多的產品面世，屆時整個行業將會出現欣欣向榮的局面。
延續摩爾定律
平面晶體管數量的提升只能純粹的依靠新的工藝，3D Tri-Gate技術的引入，晶體管數量提升就變得非常容易了，摩爾定律將會依舊成立。
從Intel這份路線圖上面我們可以看到不僅僅是22nm，更新的14nm，10nm技術也在不久的未來推出。
Tick-Tock成功延伸
之前單鰭片晶體管、多鰭片晶體管、三柵極SRAM單元、三柵極后柵極(RMG)終于擺脫實驗，步入了真實軌道， Intel可將這一技術用于大批量的微處理器芯片生產流水線，有效提高產品質量和降低成本。
“晶體管將變得更小、更便宜也更加高效”，摩爾定律也有望迎來新的發展篇章。
3D Tri-Gate試水Ivy Bridge
按照Intel的規劃，Ivy Bridge芯片將首次使用這一技術，之前我們關于Ivy Bridge介紹時提到芯片的架構改變不大。而現在Intel給Ivy Bridge注入3D Tri-Gate這一元素后，相信我們認識的22nm版本“Sandy Bridge”將會獲得質的飛躍。
22nm 3D Tri-Gate成功的實現了性能的飛躍，同時功耗也得到極大降低，在晶體管關閉狀態將電流降至幾乎為零，而且能在兩種狀態之間極速切換。
22nm的3D Tri-Gate晶體管立體結構在單位面積承載更多的晶體管數量，助Ivy Bridge晶體管數量成功突破10億。
伴隨處理性能提升，顯示性能的增強，22nm Ivy Bridge無疑會成為Intel的劃時代意義的產品，我們將拭目以待。 |
