英飛凌（Infineon Technologies AG ）研究人員6月22日在日本公布了新型晶體管架構(gòu)的詳細(xì)信息，該技術(shù)將為生產(chǎn)體積更小、功能更強(qiáng)大的電子器件和電路消除障礙。這種多柵極場效晶體管技術(shù)是英飛凌能效業(yè)績目標(biāo)的一部分。

與當(dāng)前的65nm晶體管相比，集成多柵極場效晶體管可將關(guān)斷電流減小10倍以上，并將晶體管開關(guān)耗電減少50％。英飛凌的研究人員第一次將具有高介電常數(shù)柵極電介質(zhì)和金屬柵的多柵極場效晶體管集成到具有創(chuàng)紀(jì)錄開關(guān)速度、泄漏功率和開關(guān)功效的高度復(fù)雜數(shù)字電路中。在日本京都舉行的國際半導(dǎo)體技術(shù)大會——VLSI技術(shù)研討會上，共提交論文90多篇，而英飛凌的論文受到了來自全球的700多位研究人員的高度評價(jià)，為歐洲尖端技術(shù)贏得了殊榮。

高集成電路生產(chǎn)商常常需要將數(shù)百萬個(gè)元件集成到一個(gè)針尖大小的空間中，因而面臨著許多挑戰(zhàn)：它們需要將多種功能壓縮到一個(gè)產(chǎn)品中，同時(shí)還要盡可能地保持其外觀小巧和低功耗。然而，從技術(shù)角度來說，這些目標(biāo)彼此相互沖突：更小的晶體管和更高的操作頻率需要更多的能耗，這意味著當(dāng)電路處于停用和待機(jī)模式時(shí)，泄漏功耗更高，當(dāng)電路處于工作模式時(shí)，開關(guān)或工作電耗更高。在日本，英飛凌研究人員為與會人員介紹了克服這些難題的解決方案。

與目前普遍使用的二維平面標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)不同，多柵極場效晶體管為三維形式。英飛凌首次在復(fù)雜的數(shù)字電路上完成了采用65nm技術(shù)的新型晶體管架構(gòu)的測試，這種復(fù)雜數(shù)字電路具有超過23,000個(gè)晶體管，融合了當(dāng)前高級集成電路使用的所有重要元件和SRAM。新架構(gòu)測得的最短開關(guān)時(shí)間為13.9皮秒，比以前減少了40%，創(chuàng)造了新紀(jì)錄。即使是光在這樣短的時(shí)間內(nèi)，也只能走4毫米的路程。

英飛凌管理委員會成員兼通信解決方案業(yè)務(wù)部負(fù)責(zé)人Hermann Eul博士評論說：“我們測得的靜態(tài)電流比當(dāng)今的集成電路低10倍。這將使移動(dòng)設(shè)備的能效和電池壽命提高兩倍。這使我們堅(jiān)信，多柵極場效晶體管與我們領(lǐng)先的應(yīng)用專業(yè)知識和技術(shù)的結(jié)合，將帶來高成本效益的解決方案、低功耗應(yīng)用，并大大延長移動(dòng)設(shè)備的電池壽命。并且，這種新型架構(gòu)將使用戶能夠在便攜設(shè)備上長時(shí)間地觀看視頻節(jié)目�！�

游戲和視頻這樣的動(dòng)態(tài)多媒體需要較高的處理速度，這使它們大大加快能耗速度。有時(shí)候，電池的電能在不到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)就被耗盡，使用戶頗為失望。如果環(huán)境溫度快速上升，當(dāng)前手機(jī)的待機(jī)能耗將增加三倍——比如把手機(jī)放在車內(nèi)支架上。英飛凌的新型架構(gòu)可防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象，并大幅度提高能效。在工作模式下電池的使用時(shí)間是以前的兩倍，待機(jī)模式下，數(shù)字基帶處理器的耗電降低了10倍。

英飛凌已經(jīng)采用新的方法確保晶體管開關(guān)的可靠性和將電耗降低至最低水平：標(biāo)準(zhǔn)晶體管在過去50年中一直是平面式，目前已經(jīng)被設(shè)計(jì)為三維形式。晶體管的柵極多面（多柵極）包圍帶電硅通道，使接觸面增加了一倍，從而能夠更高效地關(guān)斷晶體管。

英飛凌將繼續(xù)探索這種新型制程技術(shù)，以便為未來32nm工藝量產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，英飛凌還將通過參與歐洲最大的電子半導(dǎo)體研究中心IMEC（比利時(shí)校際微電子研究中心）的核心合作伙伴項(xiàng)目，繼續(xù)進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)的研究。

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