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未来15年摩尔定律走向,Imec给出路线图
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未来15年摩尔定律走向,Imec给出路线图

摩尔定律是否已死?这是半导体行业多年来争论不休的话题。但比利时微电子研究中心(Imec)的最新预测给出了一个明确的答案:摩尔定律将以新的形式继续演进,至少在未来15年内仍有路可走

从FinFET到CFET:晶体管结构的革命

Imec认为,我们正处在晶体管技术的关键转折点。目前主流的FinFET结构将在未来几年内被全环绕栅极(GAA)技术取代,而更远期的目标是互补场效应晶体管(CFET)。CFET将n型和p型晶体管垂直堆叠,极大提升集成密度。

根据Imec的路线图,2028年左右,3纳米节点之后,GAA将全面铺开;而到2032年前后,CFET有望进入量产。这意味着,从今天算起,我们离下一代晶体管架构的成熟还有大约7年时间。

关键挑战:互连与功耗

随着晶体管尺寸逼近原子尺度,互连延迟和功耗成为比晶体管开关速度更棘手的瓶颈。Imec指出,背面供电网络(BSPD)新型互连材料(如钌或钴)将成为突破方向。此外,高数值孔径(High-NA)极紫外光刻技术被视作实现更小线宽的关键工具,ASML已开始交付首批High-NA EUV光刻机。

摩尔定律的新定义:从“缩微”到“系统集成”

传统摩尔定律强调晶体管数量的翻倍,但Imec认为,未来摩尔定律的驱动力将更多来自3D堆叠、异构集成和专用加速器。例如,将逻辑芯片与存储芯片、传感器甚至光子器件垂直集成,可以在不依赖极端线宽的情况下提升性能。这种“超越摩尔”的思路,实际上是将系统级优化纳入摩尔定律的范畴。

对AI与计算产业的启示

对于AI芯片而言,这一路线图意义重大。当前大模型训练和推理对算力的需求呈指数级增长,而传统工艺微缩带来的性能增益正在放缓。Imec的预测表明,未来AI芯片的竞争将更多体现在先进封装和架构创新上,而非单纯依赖制程节点。台积电、三星和英特尔都在积极布局3D封装技术,这与Imec的路线图方向一致。

小结

Imec的15年预测并非宣告摩尔定律的终结,而是描绘了一个更复杂、更多维的演进路径。从FinFET到CFET,从平面到3D,从单一缩微到系统集成,半导体产业正进入一个“多重创新”时代。对于从业者而言,关注晶体管结构变化的同时,更需留意互连、封装和材料领域的突破——这些才是决定未来15年算力增长的关键变量。

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