英特尔宣布采取三大措施延长摩尔定律，包括发展量子计算

光子盒研究院出品

在对摩尔定律的不懈追求中，英特尔实现了关键的封装、晶体管和量子物理突破，这些突破对在未来十年内推进和加速计算至关重要。在2021年IEEE国际电子器件会议(IEDM)上，英特尔概述了其通过混合键合将封装中的互连密度提高10倍以上、将逻辑扩展能力提高30%至50%、在新的功率和存储技术中实现重大突破以及有朝一日可能会彻底改变计算的物理学新概念的发展道路。

在英特尔，推进摩尔定律所必需的研究和创新从未停止。英特尔的组件研发中心(Components Research)负责提供革命性的工艺和封装技术选项，以扩展摩尔定律，实现英特尔产品和服务。

摩尔定律自提出以来一直在追踪满足从大型机到手机的每一代技术需求的计算创新。今天，随着我们进入一个拥有无限数据和人工智能的计算新时代，这种演变今天仍在继续。

持续创新是摩尔定律的基石。英特尔的组件研究中心致力于在三个关键领域进行创新：1)提供更多晶体管的基本扩展技术；2)新的硅功能，提供功率和存储增益；3)探索物理学的新概念，以彻底改变世界的计算方式。

实际上，许多突破摩尔定律之前障碍并出现在今天产品中的创新都是从组件研究开始的——包括应变硅、高K金属栅极(HKMG)、FinFET晶体管、RibbonFET以及包括EMIB和Foveros Direct在内的封装创新。

英特尔将通过三大措施在2025年之后继续推进摩尔定律并从中受益。

1.英特尔正在进行重要的扩展技术研究，以在未来产品中提供更多晶体管：

该公司研究人员概述了混合键合互连的设计、工艺和组装挑战的解决方案，预计封装中的互连密度将提高10倍以上。在7月的英特尔加速活动上，英特尔宣布计划推出Foveros Direct，实现10微米及以下的凸点间距(Pitch)，使3D堆叠的互连密度提高了一个数量级。为了使生态系统从先进封装中获益，英特尔还呼吁建立新的行业标准和测试程序，以实现混合键合芯片生态系统。

除了全面的RibbonFET之外，英特尔正在通过堆叠多个(CMOS)晶体管的方法来掌握即将到来的后FinFET时代，该方法旨在通过每平方毫米安装更多晶体管来实现30%至50%的最大逻辑扩展改进，以继续推进摩尔定律。

英特尔还在为摩尔定律进入埃时代(angstrom era)铺平道路，其前瞻性研究表明，只有几个原子厚的新型材料可以用来制造克服传统硅通道限制的晶体管，使每个芯片面积上的数百万个晶体管在未来十年实现更强大的计算。

2.英特尔正在为硅带来新功能：

随着在300毫米晶圆上首次集成GaN基功率开关和硅基CMOS，更高效的功率技术取得了进步。这为低损耗、高速供电到CPU创造了条件，同时减少了主板组件和空间。

另一项进步是英特尔业界领先的低延迟读/写功能，该功能使用新型铁电材料来实现可能的下一代嵌入式DRAM(动态随机存取存储器)技术，该技术可以提供更大的内存资源来解决从游戏到人工智能等日益复杂的计算应用。

3.英特尔正在追求基于硅晶体管的量子计算的巨大性能，以及使用新型室温设备进行大规模节能计算的全新开关。在未来，这些发现可能会使用全新的物理学概念取代经典的MOSFET晶体管：

在IEDM 2021大会上，英特尔展示了世界上第一个在室温下实现磁电自旋轨道(MESO)逻辑器件的实验，这意味着基于开关纳米磁体的新型晶体管的潜在可制造性。

英特尔和IMEC公司在自旋电子学材料研究方面正在取得进展，使器件集成研究接近实现一个功能齐全的自旋扭矩器件。

英特尔还展示了完整的300mm量子比特工艺流程，用于实现与CMOS制造兼容的可扩展量子计算，并确定了未来的下一步研究计划。

参考链接：

https://www.businesswire.com/news/home/20211211005006/en/

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