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半导体技术革新仍会继续

时间：2010-11-29 06:27:00

关键字：半导体技术微处理器集成晶体管

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[导读]笔者日前参加了半导体电路技术国际会议“国际固态电路会议（ISSCC 2011）”的会前东京发布会）。ISSCC不愧被誉为“半导体奥林匹克”的会议，有很多有趣的发表。如果可能的话，笔者希望介绍全部内容，但本文只能简单介

笔者日前参加了半导体电路技术国际会议“国际固态电路会议（ISSCC 2011）”的会前东京发布会）。ISSCC不愧被誉为“半导体奥林匹克”的会议，有很多有趣的发表。如果可能的话，笔者希望介绍全部内容，但本文只能简单介绍一下“存储器”、“高性能数字”、“成像器/MEMS/医疗/显示器”及“未来技术（Technology Direction）”等领域的情况。

存储器方面，NAND闪存的容量目前正以超过穆尔法则的速度，即3倍的年率不断扩大。本届ISSCC上，除了东芝与美国晟碟（SanDisk）将共同就24nm工艺2bit/单元的64Gbit产品（论文序号11.1）发表演讲之外，韩国三星电子还会介绍2Xnm工艺3bit/单元的64Gbit产品（11.8）。不仅是单个存储器的发表，系统级别方面，东京大学等将带来控制器及SSD的演讲（论文序号11.4）。

关于新型非易失性存储器ReRAM，台湾工业技术研究院（ITRI）等将就随机访问时间为7.2ns的4Mbit产品发表演讲（论文序号11.2）。虽为非易失性存储器，却实现了与DRAM相当的高速性能。另外，索尼还会介绍写入速度为216MB/秒的4Mbit产品（论文序号11.7）。这一写入速度同样“是以往的NAND闪存不可能实现的水准”（ISSCC远东地区委员会），估计会受到人们的关注。

存储器的高速接口电路方面，将会出现按照不同用途制定的独特提案。比如，日本的庆应义塾大学将就面向存储卡用途将数据传输速度提高至12Gbit/秒的无线接口发表演讲（论文序号28.5）。另外，三星电子还会介绍通过基于TSV（硅通孔）的超宽总线实现12.8GB/秒数据传输速度的移动DRAM（论文序号28.6）。

高性能数字领域方面，美国英特尔将就集成有历史上最多的31亿个晶体管的32nm工艺微处理器（开发代码名：Poulson）发表演讲（论文序号4.8）。这种微处理器通过环形总线（Ring Bus）将共计54MB的片上缓存与8个处理器内核连接在一起。而美国IBM将会介绍工作频率提高至5.2GHz的45nm工艺处理器（论文序号4.1）。据称这是商用处理器首次超过5GHz的频率。该处理器配备有4个处理器内核与30MB缓存，晶体管数量为14亿个。

估计实现GPU整合的微处理器同样会受到人们的关注。英特尔将就32nm工艺处理器“Sandy Bridge”发表演讲（论文序号15.1），该处理器集成有4个x86处理器、GPU、双通道DDR3内存控制器以及20Lane PCI Express接口。美国AMD（Advanced Micro Devices）将会介绍40nm工艺处理器“Zacate”（论文序号15.4），该处理器配备有两个x86处理器（Bobcat内核）、Radeon HD5000系列GPU、多媒体引擎、DDR3内存控制器及4Lane PCI Express接口。

另外，中国将在本届会议上首次发表高性能处理器的演讲。中国科学院将针对65nm工艺8核处理器“Godson-3B”发表演讲，该处理器的峰值性能可达到128GFLOPS（双精度运算），功耗为40W，实现了3.2GFLOPS/W的功耗效率（论文序号4.4）。

成像器/MEMS/医疗/显示器方面，估计像素中内置有能量采集（Energy Harvesting）电路的CMOS图像传感器（论文序号6.7），以及由振动获得电力的MEMS元件（论文序号6.9）等有关环保发电的演讲将会受到关注。另外，在CMOS芯片上集成有显示功能与拍摄功能的双向有机EL显示器（论文序号17.8），旨在将视线检测功能整合到头戴式显示器内。

日本近畿大学将介绍全球速度最快的1600万帧/秒背面照射型CCD（论文序号23.4）。通过采用背面照射与电荷迁移率倍增技术，实现了支持超高速帧速率（Frame Rate）的高灵敏度。另外，佳能也会发表演讲，介绍面向夜间拍摄等超高灵敏度用途，使用整个300mm晶圆的大尺寸CMOS图像传感器（论文序号23.5）。

未来技术方面，将受到关注的是WBAN（wireless body-area-network）用低功耗高灵敏度收发器（论文序号2.1）、可使监控睡眠时脑电波活动的系统实现小型化的SoC（论文序号2.2），以及低成本THz成像技术（论文序号2.5）等。还会有人介绍使用有机晶体管（p型五苯TFT），全球首次在柔性基板上形成8bit微处理器的事例（论文序号18.1）。这种微处理器集成有4000个晶体管，已确认可在6V电源电压下达到6Hz的运行频率。

估计半导体领域的技术革新今后仍会继续。（记者：木村雅秀）