Moore's Law, formulated by Gordon Moore in 1965, observes that the number of transistors on a chip doubles approximately every two years, leading to increased performance and reduced costs. It has driven technological advancements for 60 years, enabling innovations like smartphones and self-driving cars, and remains relevant as it continues to push the boundaries of computing power.
Gordon Moore never intended for his observation to be named after him and considered it an economics paper disguised as an electronics one. He preferred the term 'Carver Mead's Law,' named after a colleague at Caltech.
The three key pillars of Moore's Law are: increasing the number of transistors on a chip, making them faster, and reducing their power consumption. These pillars have driven the evolution of semiconductor technology for decades.
Moore's Law has enabled self-driving cars by increasing the number of transistors, reducing power consumption, and improving processing speeds by orders of magnitude. This has allowed the technology to shrink from a massive, slow-moving research project to practical, efficient vehicles.
Breakthroughs such as advanced packaging, new materials (like high-K metal gate and strained silicon), and architectural innovations (like FinFET and gate-all-around transistors) are keeping Moore's Law alive. These advancements allow for more transistors, faster speeds, and lower power consumption.
Intel is a key steward of Moore's Law, with a unique integrated research-to-manufacturing pipeline. This allows them to innovate across materials, architecture, and packaging, ensuring that advancements reach consumers efficiently within a decade.
Advanced packaging, such as 3D chiplet integration, allows for more transistors in a package by combining multiple chips efficiently. This approach helps maintain Moore's Law by delivering increased functionality, lower power consumption, and higher speeds without relying solely on transistors on a single chip.
Selective Layer Transfer (SLT) is a breakthrough in packaging technology that combines the benefits of wafer-to-wafer and chip-to-wafer bonding. It allows for precise integration of chips, enabling more efficient and flexible chip assembly, which is critical for high-performance applications like AI.
Intel's approach to advanced packaging is unique due to its holistic research-to-manufacturing pipeline, allowing seamless transfer of ideas from research to development and production. This integration ensures that innovations are quickly and efficiently brought to market.
RibbonFET is a gate-all-around transistor design that optimizes the channel for better control of current flow. It represents the ultimate evolution of transistor design, enabling smaller, faster, and lower-power transistors, which are essential for maintaining Moore's Law.
Ruthenium is a material that outperforms copper in smaller interconnects, offering better conductivity. Air gaps reduce capacitive crosstalk between wires, improving signal transmission speed. Together, they represent the next evolution in chip wiring technology.
The future lies in developing ultra-low power switches based on new physics, which would require a complete rethinking of chip design and software. This innovation is crucial to address the growing demand for computation power while reducing energy consumption.
Regional diversification ensures a geopolitically secure supply chain by spreading manufacturing across multiple regions. This reduces reliance on any single geographic area, enhancing global resilience and addressing geopolitical risks.
<context>摩尔定律60年:它如何继续改变世界 在这一集中,我们与英特尔铸造技术研究的高级副总裁兼总经理Sanjay Natarajan深入探讨计算的未来。从保持摩尔定律的活力到在先进封装、人工智能和材料方面的突破,了解英特尔如何塑造半导体和全球技术领导力的下一个创新时代。此外,请查看我们在有趣工程商店的最新商品。</context> <raw_text>0 欢迎收听今天的Lexicon节目。我是Christopher McFadden,有趣工程的撰稿人。在这一集中,我们与英特尔铸造技术研究的高级副总裁兼总经理Sanjay Natarajan深入探讨计算的未来。从保持摩尔定律的活力到在先进封装、人工智能和材料方面的突破,了解英特尔如何塑造半导体和全球技术领导力的下一个创新时代。
但在进入今天的节目之前,请确保查看我们在有趣工程商店的最新商品。用我们的T恤、杯子来塑造你的风格,并发现新产品。现在让我们继续今天的节目。Sanjay,感谢你加入我们。你今天怎么样?我很好。谢谢你邀请我。我们当然很高兴。为了让我们的观众受益,你能简单介绍一下自己吗?当然可以。我的名字是Sanjay Natarajan。我是英特尔公司的高级副总裁。
我是英特尔技术研究小组的总经理,该小组负责支持摩尔定律的所有先进研究,以及一些重要的相关技术,如量子计算、氮化镓等,这些对半导体行业的未来至关重要。
太棒了。关于摩尔定律,它已经成为技术进步的基石,我认为这已经快60年了。你认为它以什么最深刻的方式塑造了现代世界?你认为它今天仍然相关吗?是的,让我给你几个例子,说明我认为它如何塑造了现代世界,以及为什么我认为这是一个仍然相关的话题。如果你不介意,我想在此之前先给你的观众普及一些摩尔定律的基础知识。
这可能会有所帮助。我们所谈论的内容源于戈登·摩尔在1965年写的一篇论文。
戈登·摩尔是英特尔的共同创始人之一,他在1965年写了一篇非常简短且重要的四页论文。论文中有两个图表。我将为你的观众描述这两个图表。我将首先描述的是每个人谈论摩尔定律时提到的那个图表。另一个没人提到的图表实际上在论文中更为重要,但它从未得到应有的重视。第一个图表是
芯片上的组件数量,他在几年内绘制了四个数据点,画了一条线,并说,看起来每年都在翻倍。几年后,他又添加了一些数据。再过几年,又添加了一些数据。在70年代初,他说,看起来每两年翻倍一次。芯片上的组件数量与芯片上的晶体管数量同义,并被称为摩尔定律。
顺便提一下,戈登·摩尔从来不喜欢“摩尔定律”这个词。我有幸在职业生涯早期与他亲自交谈过,他确认这不是他的想法。他希望这个名词从未以他的名字命名。
我相信是在加州理工学院的Carver会议上命名的,而这个名字是“鸭子”。这实际上就是摩尔定律在1960年代的起源。我要提到的另一个图表是显示这些新技术将变得更便宜的图表。
这实际上是重点。重点是,摩尔定律的一个小秘密是,这篇论文发表在电子期刊上,但它实际上是一篇经济学论文,伪装成电子学论文。它的观察重点是这些组件的成本将随着时间的推移而降低。我认为这一点在每平方毫米的晶体管视角中有些被忽视了,但
它确实是一个成本论点。现在快进,我们基本上在这个跑步机上已经走了大约60年。如果实际上你绘制过去60年芯片上的晶体管数量,它几乎正好是每两年翻倍。因此,这是一个非常显著的观察,直到现在仍然成立。
他从未提到的方面是,当我们谈论摩尔定律时,我们理所当然地认为这些晶体管,这些小开关每次也会变得更快,并且随着时间的推移,它们的功耗也会减少。因此,这些是某种推论。它们不是摩尔定律的原始部分。
但实际上,随着我们继续发展技术,期望我们也能提供速度和功耗方面的改进。这是给你的听众的背景。现在,我可以想到三种方式,这些方式彻底改变了世界。其中两种与我个人的经历密切相关。第三种则是我职业生涯中的使命之一。我将回到第一个例子,我几乎哭了。我还是个青少年。
由于某些我不知道的原因,我被邀请进入这些空调房间,里面有巨大的计算机,可能只有一两个人在终端上做某些事情。房间总是很暗,总是很冷。我总是被告知,无论如何不要碰任何东西。这就是70年代和80年代初计算机世界的样子。快进50年后,
我们所有人都在口袋里拥有那台计算机。呃,有些人现在甚至在手腕上戴着它。你知道,这就是我们生活的世界,那项技术,基本上是现代的,呃,教堂的版本。它真的有点像一个神圣的殿堂。现在每个人都有,这已经被民主化。每个人都可以做50年前那些少数人能做的事情。呃,
另一个例子是,当我上大学时,作为大一新生,在我大学的一个星期六早晨,你可以走下广场,看到一辆巨大的卡车以大约每小时一英里的速度移动。它看起来像,我的意思是,几乎可以说就像今天的网络卡车,但它是一辆大卡车。它真的很丑,
它大约以每小时一英里的速度行驶10英尺。它停下来大约两分钟,然后再滚动木材10英尺。有一天我决定问发生了什么。他们说,这是我们对自动驾驶汽车的研究。
你知道,我们拍摄照片和视频,然后处理它们,里面的研究生向我展示了里面。里面满是计算机,满是电源包。它再次出发,拍照,自己开10英尺,停下来,记录它收集到的东西,然后再走10英尺。作为大一新生,我看着这个东西,觉得这太傻了。这个东西永远不会成功。你知道,但看看在40年的时间里发生了什么,
由于摩尔定律,晶体管数量提高了10,000倍,每个晶体管的功耗和速度也得到了提升。你知道,我不会低估围绕它的所有其他工作,但这使得那台巨大的计算机和电源现在能够适应手套箱的大小,以每小时不需要一英里的速度运行。
现在你有了非常真实的自动驾驶汽车,基本上基于相同的技术,但由于摩尔定律推动的五个数量级的进步而得以实现。第三个例子,我给你,这并不是我个人的经历,而是再次塑造我的使命,
我们确实使地球上80亿人中的许多人能够以他们几乎无法做到的方式改善他们的生活,我会说,几乎是人类历史的全部。你现在处于一种情况,地球上大多数人可以相对轻松地相互沟通,无论是音频还是视频。他们可以相对轻松地学习他们想学习的任何东西。他们想学习的几乎所有内容都可以免费获得。
这在我们国家,即美国和发达国家已经成立了一段时间。但我认为这开始在地球上其余的80亿人中广泛可及。我的意思是,我认为技术可以用于我们所知道的邪恶事物,但我依赖于这样一个事实,即总体而言,它是一个向善的力量。我认为摩尔定律确实为公众提供了这种可能性。
我一直想知道摩尔定律是否是一个有机过程,或者更像是一种自我实现的预言,比如工程师们不会高兴地发布一个新的芯片组,除非它翻倍。是的,我认为这是一个很好的观察。因为首先,它在任何意义上都不是我们所认为的法律。它不是自然法则。它不是物理法则。它不是任何政府通过的法律。它仅仅是一个观察。是的。
发生的事情是整个行业非常认真地将这一观察视为行动指令。
这意味着根据定义,我们将在两年内交付芯片上的晶体管数量翻倍。这将设定我们近期的目标。它将设定我们对长期目标的期望。英特尔,我会说,我们感到自己是摩尔定律的管理者,我们对此非常重视,但整个行业也对此非常重视。因此,它推动了半导体设备行业。它推动了EDA行业。它推动了无厂半导体行业。它推动了我们所有人
朝着同一个方向前进。因此,从某种意义上说,它是有机的,因为它基于许多相互松散作用的部分的集体执行。但从某种意义上说,它是整个行业的使命声明。是的,所以两者都有。两者都有。两者都有。但我认为,你知道,我对摩尔定律在可预见的未来仍然持乐观态度。
好的。这很好地引出了下一个问题。许多人预测摩尔定律的终结,但像英特尔这样的公司仍在推动边界。是什么突破或策略使其得以存活?你认为这将如何影响新兴技术,特别是人工智能等领域?是的,好的问题。所以是的,你绝对正确。摩尔定律的终结几乎与摩尔定律本身一样久。
戈登·摩尔本人顺便说一下,曾三次预测摩尔定律的终结。第一次,他说它将在2005年终结。那一年过去了。然后他说它将在2015年终结。
呃,然后在他去世前不久,他说,2025年将是摩尔定律的终结。所以我们拭目以待明年会发生什么。呃,但你知道,我是乐观的。呃,你知道,确实有人预测过,而且一再错误。错误的部分原因是我们为保持其活力所做的突破。我会说,
在摩尔定律的早期阶段,晶体管每两年翻倍是通过所谓的Dennard缩放实现的。非常优雅。我可能会提到这一点。Bob Dennard是行业中的一位研究人员。他为我们做了一些精彩且非常创新的工作,他说,如果你对晶体管做这些事情,它将变得更小,速度会更快,能耗会更低。因此,他为我们写下了
一本操作手册。顺便说一下,这也是一篇来自70年代的非常简短的技术论文。它有点难读,因为它是一篇非常深奥的工程论文,但它优雅地阐述了数学,说明做这些事情你将实现摩尔定律。这是我们相当长一段时间的操作手册,我们称之为Dennard缩放时代。
这种方法在90年代末和2000年代初逐渐失去动力。实现摩尔定律的路径几乎耗尽了气力。然后我们进入了我们行业所称的材料时代。我们创新新的材料,以替代Bob Dennard所提出的缩放。新材料将是高K和金属栅极等示例,硅锗、应变硅等示例。因此,我们必须更深入地研究元素周期表
并找到我们不习惯使用的元素,找到使用它们的方法。但最终我们仍然试图实现的是更小的晶体管、更低的功耗和更快的晶体管。这三件事没有改变。这是我们追求的支柱。然后,我会说,这对我们持续了十年,我们在元素周期表上挖掘得相当不错。你会发现我们使用镍和钴以及
你知道,镧和许多奇怪的材料。大多数人不会在元素周期表上想到这些。然后我们进入了一个架构时代,我们从平面晶体管转变为FinFET晶体管。现在我们从FinFET晶体管转变为全环栅晶体管。因此,我们继续在这三大支柱上进行架构创新,改变事物的形状,
你知道,我们不再在平面表面上制造晶体管。我们正在制造三维晶体管。这些是我们作为一个行业必须采用的突破,以保持事物的活力。我会说,出现的突破是封装技术的进步。
我将其视为下一个新兴突破之一。这已经发生,所以我不会说它今天开始。它已经在发生,但我认为这将在未来十年内推动我们向前发展。至于策略,我想有一个我非常清楚,因为我们对此非常执着。我们有一个非常长的管道,从早期研究到消费者可以购买的商店货架。
我认为在这方面我们在英特尔是独特的。我们的研究、开发和制造管道非常长且整合得很好。因此,研究、开发、制造,依我所知,英特尔是唯一一家在一个屋檐下完成所有工作的公司。我们在一个地点、一个校园内与一组人一起工作。他们进行早期研究,这项研究可能持续十年。我们
今天正在研究的想法,消费者可能要10到15年才能看到。然后我们在同一个屋檐下,同一个洁净室进行工作。我们有开发工作进行,然后我们有初步生产进行。因此,从这个意义上说,我认为我们是独特的,这确实使我们能够缩短从想法到研究的时间线。你如何将其全部交到最终消费者手中?是的。
我一直在脑海中将摩尔定律比作石油行业。因此,你首先开发所有容易的油田。然后,随着技术的进步,你必须进行更多的探索。正如你提到的,深入元素周期表,然后玩弄架构将是下一个重大飞跃。
是的。我再次看到一个新兴领域,正如我所说,也许我应该说,我们已经做了一段时间。我认为它将蓬勃发展,即利用先进的封装来推动摩尔定律。因此,在这里我可能需要说,我们可能需要以精神的方式理解摩尔定律,而不是戈登·摩尔写下的确切字面方式。因为一旦我们谈论,我们不再必然谈论单个芯片上的晶体管。
我们可能在谈论一个封装中的总晶体管数量。你知道,现在我们谈论的是该封装上有多个芯片,并且在三维上集成,X、Y和Z。因此,你知道,这是我在这里采取的一种解释,最终我们希望交付给最终用户的是更多的晶体管,
建筑师和设计师可以用来创建功能,每个功能都以更低的功耗和更高的速度完成,这三大支柱对我们来说并没有真正改变。但我认为先进的封装时代已经来临。我们已经开始了这一旅程,从我会说的行业中非常基本的封装,到我们称之为2.5D封装,再到现在的3D封装。
在这里,芯片,我们现在称之为芯片组,因为你现在可以将单个功能划分到相对较小的芯片、硅或其他材料上。然后你可以通过封装有效地将它们组合在一起。因此,你可以为某个功能使用最佳的半导体技术,
制作一个执行该功能的小芯片组,然后非常有效地将其组合在一个先进的封装中。我认为这将是我们继续交付我们承诺的方式之一。对我们来说,这是一种封装技术,称为Foveros和Foveros Direct,直接铜到铜的混合键合,
但我会说,作为一个行业,我们刚刚处于早期阶段。这项技术正在出现。我会说,我们还有很长的路要走,才能真正聪明地使用它,以最佳的方式。因为将芯片放在一起并放入一个封装的想法并不是一个新概念。我们一直在这样做。这里的关键在于细节。一个细节的例子是,当你从芯片到芯片传输信息时,你会损失功率。
这需要功率,你知道,这本质上是你必须提供的功率来源。
因此,以这种方式进行多个芯片和芯片组的封装会带来低效。真正的秘诀是如何将功能划分到正确数量的芯片组中?你如何以正确有效的方式将这些芯片组重新组合到一个封装中?现在我们有能力将芯片倒置,因此你可以面对面地键合芯片,可以背对背地键合芯片,可以从芯片底部引出电线,也可以从芯片顶部引出电线。
我们现在就像一个拥有乐高积木的孩子。你可以做任何你想做的事情。因此,真正的技巧是如何利用所有这些能力做出正确的事情?是的,当然。接下来,有人预测到2030年我们将能够在一个芯
<context>摩尔定律60年:它如何继续改变世界 在这一集中,我们与英特尔铸造技术研究的高级副总裁兼总经理Sanjay Natarajan深入探讨计算的未来。从保持摩尔定律的活力到在先进封装、人工智能和材料方面的突破,了解英特尔如何塑造半导体和全球技术领导力的下一个创新时代。此外,请查看我们在有趣工程商店的最新商品。</context> <raw_text>0 但我们在研究到开发的转移上非常高效,因为我们都是一起工作的。你知道,我会把我们在研究中得到的东西带走,那些在研究中工作的人会加入开发团队一两年,并坚持下去。他们是这项技术的专家。然后我们在另一端也有同样的范式,开发团队在完成开发时,会与制造保持联系相当长的时间。你知道,这就是,
绝对得益于我们在同一屋檐下工作。所以你不必开车去不同的办公室。你不必搬到另一个城市、州或国家去进行这种转移。你实际上只是走进同一栋建筑,正在进行开发阶段,而不是研究阶段,或者是产品的制造,而不是开发。我认为这是一个非常强大的范式。再说一次,据我所知,这种范式在我们这里是独特的,
我认为这对于保持领导地位至关重要。你早些时候提到过,这与石油行业的平行关系,你从简单的东西开始。公平地说,我会告诉你,在那个时候,这从来没有感觉简单。所以即使在90年代初我们在做这个的时候,
当时感觉相当困难。现在我们都可以回头看看,坦率地说,那是一个简单得多的时代,紧随Denard缩放,事情也自然而然地解决了。现在我们正在做很多事情来提供价值。但做很多这些事情的关键是尽早开始研究,并拥有一个非常无缝的管道,一直到它上架供客户使用。是的,所以可以推测你有几项技术在并行开发。
你不会那种开始,完成10年,然后开始一个新项目,显然。你有点错开。这个想法是每隔几年大致都有一项新技术可用。所以,你知道,考虑到我们所谈论的完整管道,对于某些事情来说是15年,那么是的,你在同一屋檐下有很多事情在进行。绝对如此。并且可以推测...
抱歉,继续。抱歉,西蒙。是的,我认为我想强调的另一件事是与整个行业良好合作的重要性。这是一个全行业的合作。我认为,任何人都可以单打独斗的日子已经一去不复返了。
并完成它。我们与设备供应商、材料供应商密切合作。我们与设计和EDA领域的合作伙伴密切合作,以确保我们的干预措施与他们如何使用它们、他们想如何使用它们以及工具将如何开发以支持这一点兼容。我们不想创造一个没人能使用的绝妙想法。
所以我认为这也很关键。利用生态系统合作伙伴,比如联盟,你知道,我们与全球的大学密切合作。我们与比利时的IMEC等联盟密切合作,进行大量早期的竞争前工作、研究工作,以及我们必须做的偶尔开发工作,以便将整个生态系统带上。
再说一次,你不仅不想有一个无法使用的绝妙想法,你还不想有一个无法制造的绝妙想法,因为例如没有合适的设备可用。因此,当你提出这些想法时,我们希望确保,嘿,也许这个想法需要一台新的工厂设备。
我们最好尽早与那些工厂设备公司接洽,弄清楚,他们能否制造出设备,以便最终实现我们的愿景,也许再说一次,这就是我们真正独特的地方,即使在早期研究阶段。我们在思考,如何才能制造出一万亿个可制造的这些?我们并不是在思考,如何进行研究,写一篇论文,然后就算完成了。
我们从我的团队中提出的每一个想法,我们都提前做了工作,问自己,是否有某种根本原因使我们无法用这个想法制造出数百万个芯片?如果有,我们最好去解决它。也许这个想法需要非常精细的工艺控制。
所以现在我们必须与所有合适的各方合作,以确保我们能够获得这种精细的工艺控制,使其成为现实。我们不想做的是有这个想法,然后说,嘿,工艺控制是别人的问题,或者成本是别人的问题。你知道,是的,这是个好主意。它会很贵,你来解决。
我们希望确保从一开始就考虑到最终目标。哦,那太疯狂了,有时必须面对这些潜在的障碍,像是你必须发明微积分一样,是什么样的感觉?是的,我会说令人兴奋。是的,你知道,我不会否认这偶尔令人沮丧,但我们将其框架化为一个我们必须解决的问题,但你绝对是对的,以同样的方式,如果我们想要
如果我们想让这个工作,我们必须做出相当于首先发明微积分,然后再使用它。我不羡慕你。关于这个主题,那么,环绕栅极,你之前提到过,缩放和技术,像是ribbon FET?或者说ribbon FET。ribbon FET很好。代表了晶体管设计的重大进展。这些创新对摩尔定律的未来有什么关键意义?
这是晶体管的下一次演变。事实上,有人会说这可能是晶体管的最终演变。如果你能将你对晶体管物理的所有知识汇聚在一起,并说,这是我想要制造的晶体管的卡通版本,它看起来就像ribbon fed。它看起来像是导电电流的通道完全被打开和关闭该通道的栅极材料包围。因此,晶体管是一个开关。它要么开启,要么关闭。
你会认为,在一个非常理想化的世界里,你会说,如果我能制造一个通道,并且我能完全控制它是开启还是关闭,那将是最好的开关,而在这种情况下,完全意味着你将栅极材料放在它周围,所以我会说,有些人会说,这种环绕栅极的ribbon fed架构是我们想法的最终演变,你知道,
在这个意义上,这就是我们现在将如何交付摩尔定律的下一次迭代。我们将利用这一点,使晶体管更小,
使它们消耗更少的电力并使它们更快。突破是必要的。在这里,我们再次在同一IEDM会议上宣布了一项突破。我们展示了你可以将其中一个ribbon-fed晶体管的尺寸缩小,通过获取栅极。正如我所说,栅极是控制通道开启和关闭的部分。你希望将其尽可能缩小。但你越小,它就越难以
开启和关闭晶体管。
因此,它基本上失去了控制该通道中电子流动的能力。我们证明你可以将栅极长度缩小到非常小的六纳米。以前没有人展示过这一点。我们展示了你可以在那个栅极长度下制造出非常好的、健康的晶体管。栅极长度缩放是从Dennard定律回来的基本原理之一。Dennard的缩放说,嘿,如果你想让晶体管更小,你必须缩放栅极长度。
我会说,行业中的许多人曾经说这不可能。我们卡在了我们所处的位置。因此,我们展示了一篇突破性的论文,表明我们实际上并没有卡住。我们可以达到六纳米,这是一个突破。从你所描述的来看,我不知道为什么我会这样想,但听起来几乎像是有机结构,像是大脑中的细胞或神经元之类的东西。是的,老实说,当你看够了图片时,这些东西开始确实有些类似。它们失去了,嗯,我会说它们失去了矩形的形状。随着你不断推动边界,它们变得有点模糊。你在PowerPoint中绘制的锐利边缘并没有出现在你正在构建的物理结构上。
所以是的,我会同意你的看法。它们开始呈现出一种有机形状。太疯狂了。无论如何。所以,是的。
英特尔铸造在2D NMOS和PMOS晶体管方面取得了进展。这些发展的关键好处是什么,它们将如何塑造下一代芯片性能?是的,谢谢。所以NMOS和PMOS是我们作为开关使用的两种不同类型的晶体管,我们一直在使用。人们统称它们为CMOS,互补金属氧化物半导体,即NMOS加PMOS。
嗯,自从80年代末以来,这一直是我们的主流,我认为,所谓的2D现在是将我刚才描述的通道,今天是由硅制成的,你知道,可以把它想象成像是
你大脑中的一小块硅,将其转变为一种我们现在称之为二维材料的极薄材料。因此,问题是我们将这块硅转变为像一小片铝箔一样的材料,
这不是铝箔,但基本上是一个无限薄的片,我们称之为2D材料。这是我们认为环绕栅极晶体管的下一次演变。我们采用理想结构。你希望根据Bob Denard的缩放来缩放该通道。你希望使该通道越来越小,越来越薄。问题是,随着你使其变薄,硅的能力逐渐耗尽,无法承载这些电子。
因此,我们遇到了某种基本限制,表明那块材料不能再变小,否则它将无法导电。好吧,你将材料从硅切换到,还有许多其他材料我们使用和探索,但现在你可以使用基本上只有几层原子厚的材料,但具有巨大的电流承载能力。
在这里,我们再次首次展示了你可以用这些2D材料制造出具有非常良好晶体管特性的环绕栅极ribbon-fet晶体管。我们展示了,我们有什么,行业其他地方报告的是什么。
这些都是创纪录的结果,并展示了如何继续这种晶体管架构的路径。我们现在将进行材料更改,将硅通道从中间取出,替换为这种超薄的2D材料。你必须正确选择材料。你必须正确工程化所有东西。但当你做到这一切时,你会得到一个更好的晶体管。碳纳米管在这里有未来吗?
至少在这个背景下,我们并不这样认为。碳纳米管是一个高度关注的领域。我会说我的观点是它面临一些基本问题。我们正在关注的材料系统,通常作为一个行业更感兴趣的,是过渡金属二硫化物。
像钼二硫化物这样的例子,我们谈论的材料,然后是我们不太谈论的材料。这些是更有趣的方向。碳纳米管曾是一个感兴趣的材料,并且仍然是一个感兴趣的材料。我个人认为它可能会遇到一些基本问题。我认为如果我深入挖掘原因,碳是第四组元素,就像硅一样。它在周期表的同一列。
在你试图使其变得越来越薄时,它在导电能力方面遭遇了许多与硅相同的问题。因此,我们认为这种材料系统可能无法让我们走得足够远。我们必须寻找一些更为奇特的材料来实现这一目标。好的,公平地说。是的。
因此,提高互连性能与晶体管的进步同样重要。你能详细说明一下实质性的钌和气隙技术如何改变游戏规则吗?当然可以。再说一次,我会先提供一点背景。对于今天使用任何类型电子产品的每个人来说,几乎每种电子产品,这些晶体管必须连接在一起才能做任何事情。因此,你可以有一个
万亿个晶体管,如果它们没有连接,它们将无法做任何事情。这些连接几乎完全是用铜制成的。因此,在你购买的每个芯片中,都有数英里的铜线,非常非常小的铜线,但基本上是数英里的铜线,它们将所有东西连接在一起。铜自90年代中期以来一直伴随着我们。你知道,在铜之前,我们曾经使用铝来做同样的事情。
而铜在90年代中期作为互连技术的下一个突破出现。它已经很好用了大约30年。但随着你使这些晶体管变得更小,你必须使这些线变得更小。随着铜线变得更小,尤其是它们现在达到的尺寸,它们真的变得非常有阻抗。
这意味着你正在通过晶体管推动电流,而电流实际上无法通过线快速到达下一个晶体管。因此,线成为了你的限制,而铜在这些尺寸下真的没有同样的导电能力。因此,在这些尺寸下,其他材料的导电能力优于铜。
而其中一种材料是钌。再说一次,这回到在周期表中找到这些大多数人从未听说过的元素,它们在日常生活中并不常见,但它们对我们来说具有重要意义。我认为钌是其中一种材料,我可以预测在未来的几年里,每个人都会口袋里有很多钌,而他们甚至不知道,因为它确实看起来像是铜之后的一个非常令人兴奋的下一步。
因此,我们在会议上提交了一篇关于钌互连的论文,并讨论了钌在这些较小尺寸上相对于铜的优势。
我们添加到其中的一件事是气隙的概念。因此,现在在这些钌线之间,你所拥有的材料非常重要,因为这些线本质上有一些串扰。当你将任何两根线放得很近时,你会得到一些串扰。如果有人卷起一堆扬声器线并在扬声器上听到嘶嘶声或嗡嗡声,
这就是你在扬声器中听到的那种串扰。这是线之间的不同类型的串扰。但在线之间的材料可以产生电容串扰。因此,这些线是以电容方式耦合的。
它们在“交谈”,引用一下,彼此共享我们不希望在这些线之间的信息。气隙是一种减少这种情况的方法。因此,基本上我们在两根线之间放置空气,空气具有非常好的介电常数。这减少了线之间的耦合。因此,它使这些线能够更快地传输信息,因为这不会导致线与线之间的污染。
所以这是一个突破。我认为许多行业注意到了这一点,并表示,嘿,这可能是我们所有人芯片上线的下一次演变。钌有多稀有?
它足够丰富。这样说吧。我们在这些事情上做了很多功课。正如我所说,当我们开始研究某些东西时,我们总是检查,嘿,是否具有成本效益?B,我们能否制造出我们预计在未来制造的数十亿个芯片?是的。
在早期,我们会做文书工作,以确保我们将拥有足够的供应。有时它是一种非常稀有的材料。有时它是一种我们可以预见到在地缘政治上我们无法获得的材料。因此,我们会考虑这两个因素,即稀有性、成本和可用性。
在我们需要这些东西的十年之前。因此,你知道,在钌的情况下,相信我,我们已经确保我们将拥有足够的供应以满足我们的需求。好的。对于材料投资者,眨眼,点头。好吧,我们确保。我是说,氖就是一个例子。世界上很大一部分氖来自乌克兰。因此,我们必须做很多工作。氖在半导体行业的光刻中非常重要。我们必须做很多工作以确保它的可用性。
像铪、钴这样的材料来自我们有地缘政治担忧的国家,我们必须确保我们能够确保供应链。因此,
在行业中,确保我们在远离周期表上最丰富的元素时,确实要确保我们知道它们的来源,并且我们能够获得它们,这是一个非常现实的考虑。是的,绝对如此。好的。随着我们接近当前技术的物理极限,你认为实现超低功耗和满足人工智能需求所需的下一个重大创新是什么?是的,这个问题很好。
这是一个很好的问题,也是一个很好的切入点。我会告诉你,让我夜不能寐的事情之一,是在摩尔定律创造的所有创新中,有一个趋势令人担忧,那就是全球计算和通信的电力消耗正在以比全球电力供应更快的速度增长。
大致而言,无论你谈论美国、欧洲还是全球,趋势都是相似的。计算加通信的总电力正在以约25%的复合年增长率增长。今天主要是由人工智能驱动,但这种增长率相当稳定,这在人工智能之前就已经存在。
但它以每年25%的复合年增长率增长。与此同时,能源供应、供电的增长率在全球范围内约为3%的复合年增长率。
这两条线将在某个时刻相交。你现在开始看到一些副作用。你谈论公司建立数据中心,然后谈论在他们的数据中心旁边建造核电站。或者你谈论公司说,我们将整个数据中心完全建在水下,因为这样更便宜。创新的想法,可能有效,也可能无效。因此,我认为我们
我们正朝
<context>摩尔定律60年:它如何仍在改变世界 在这一集中,我们与英特尔铸造技术研究的高级副总裁兼总经理Sanjay Natarajan深入探讨计算的未来。从保持摩尔定律的活力到先进封装、人工智能和材料的突破,了解英特尔如何塑造半导体和全球技术领导力的下一个创新时代。此外,请查看我们在有趣工程商店的最新商品。</context> <raw_text>0 我们在美国和欧洲进行所有半导体制造。我们不在远东进行任何半导体晶圆制造。我们在远东进行一些封装,但我们不做任何其他的。我认为,领先的半导体世界对人工智能非常重要,而人工智能在未来的地缘政治考虑中也至关重要,我认为今天的供应链看起来非常不平衡。
因此,从我们的角度来看,恢复平衡,将更多的领导权从制造转移到美国,以服务于人工智能市场,考虑到人工智能市场再次对未来的地缘政治安全和保障至关重要,我认为这一切都回到了同一个点。
绝对是的。这是我问题的结束,Sanjay。在我们结束之前,你还有什么想补充的吗?我真的很享受这个过程,Chris。首先,我认为这些问题非常到位。我感谢你给我机会在这里和那里漫游一些复杂的背景故事,以提供一些背景。再一次,我认为我们在IEDM上有七篇论文。你让我谈论其中的一些,我对此表示感谢。
总体而言,主题是我们正在继续为整个行业而非仅仅为我们自己创新研究。在IADM这样的例子中,我们正在公开我们的结果。你知道,这不是我们保留给自己的秘密。我们正在向整个行业展示这条前进的道路。
太棒了。这一集的Lexicon到此结束。感谢大家收听并成为我们今天的嘉宾。请关注我们的社交媒体渠道,获取最新的科学和技术新闻。此外,不要忘记探索我们的IE商店。再见了。