聚焦IC未来发展:重在技术创新,而非工艺升级

当IBM公司战略联盟副总裁兼首席技术官Bernard Meyerson一张尊口时,我们这个产业都洗耳恭听。Meyerson日前在全球媒体峰会(Global Press Summit)主题演讲上重申了他的观点,即创新而不是工艺缩放(scaling),将推动下一代IC发展。

Meyerson指出,当产业力求更小特征尺寸和更薄氧化物时,原子本身并不缩放。相反,他呼吁进行器件、电路和结构创新,以提升系统性能。产业再也不能仅仅增加时钟频率来提高性能,因为更高频率和更高度集成水平增大了处理器的功耗,将当今的器件逼近空气冷却系统的上部极限。

Meyerson回顾自上世纪60年代以来半导体开发的进程时,描述了两大转折点。第一大转折点,是当双极型技术达到功耗极限时出现新技术CMOS,使性能和密度增加但功率明显降低。

Meyerson指出,行业目前处在第二个转折点,但近期缺乏新技术来替代CMOS。颇具希望的技术如碳纳米管,(要实用)还远在10到15年之后。

对于下一个十年,Meyerson认为诸如应变硅和绝缘硅等技术以及新器件结构,诸如双门和finFET晶体管,将使芯片设计师在45纳米、32纳米及更小的特征尺寸下采用成熟的CMOS逻辑技术创造下一代电路成为可能。

但这不仅仅是应用这些结构以提升性能水平的问题。他引用该公司的BlueGene高性能超级计算系统为例。他解释道,即使该系统只使用了800MHz的处理器,它仍然通过结构创新达到了世界级的性能。这包括采用许多并行处理器和高效率的通信基础结构,使许多处理器能快速传送数据,使空闲时间最小化。

Meyerson相信,同样的概念可适用于芯片级,首先,通过允许一个处理器运行多个程序线程实现虚拟化,从而不会有空闲状态。第二步是在同一芯片上集成多个处理器。

一个多处理器方案是与索尼和东芝合作开发的Cell处理器。索尼将在其即将推出的Playstation 3游戏机内采用Cell芯片。

Meyerson在结语中表示,随着特征尺寸减小,创新可能将耗费更多。为分摊成本,他建议公司组成合作关系。