英特爾45奈米制程技術為電晶體帶來巨大改變

英特爾45奈米制程技術為電晶體帶來巨大改變[@more@]自從1947年第一個電晶體發明以來，科學技術一直在迅猛發展，為更高階、更強大、成本效益和能效更高的產品發明鋪平了道路。儘管進步巨大，但是電晶體發熱和電流洩露問題始終是製造更小的電晶體、讓摩爾定律持久發揮效力的關鍵障礙。毫無疑問，過去40年一直用來製造電晶體的某些材料需要進行替代。

　　英特爾公司已經開發出應用於其45奈米電晶體的新型材料，當這些材料組合在一起時，就可製造出一種漏電率極低、效能極高的電晶體。英特爾採用45奈米制程技術開發出首批可工作的處理器——這些處理器是英特爾下一代英特爾®酷睿™2和至強®系列處理器中Penryn系列的一部分。透過這些處理器的開發，英特爾已經成功地解決了阻礙摩爾定律發展的一些重大障礙。消除這些障礙將最終制造出能效更高、成本更低、效能更強的計算產品，應用於從筆記本、移動裝置到桌上型電腦和伺服器不一而足。

　　在電晶體誕生60週年來臨之際，讓我們來回顧一下電晶體的發展歷史及其重要里程碑，因為英特爾的45奈米技術創新催生了新的半導體技術，並將把摩爾定律帶入下一個10年。

　　1947年12月16日：威廉·邵克雷(William Shockley)、約翰·巴頓(John Bardeen)和沃特·布拉頓(Walter Brattain)成功地在貝爾實驗室製造出第一個電晶體。

　　1950年：威廉·邵克雷開發出雙極電晶體(Bipolar Junction Transistor)，這是現在通行的標準的電晶體。

　　1953年：第一個採用電晶體的商業化裝置投入市場，即助聽器。

　　1954年10月18日：第一臺電晶體收音機Regency TR1投入市場，僅包含4只鍺電晶體。

　　1961年4月25日：第一個積體電路專利被授予羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)。最初的電晶體對收音機和電話而言已經足夠，但是新的電子裝置要求規格更小的電晶體，即積體電路。

　　1965年：摩爾定律誕生。當時，戈登·摩爾(Gordon Moore)預測，未來一個晶片上的電晶體數量大約每年翻一倍(10年後修正為每兩年)，摩爾定律在Electronics Magazine雜誌一篇文章中公佈。

　　1968年7月：羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾從仙童(Fairchild)半導體公司辭職，創立了一個新的企業，即英特爾公司，英文名Intel為“整合電子裝置(integrated electronics)”的縮寫。

　　1969年：英特爾成功開發出第一個PMOS矽柵電晶體技術。這些電晶體繼續使用傳統的二氧化矽柵介質，但是引入了新的多晶矽柵電極。

　　1971年：英特爾釋出了其第一個微處理器4004。4004規格為1/8英寸 x 1/16英寸，包含僅2000多個電晶體，採用英特爾10微米PMOS技術生產。

　　1978年：英特爾標誌性地把英特爾8088微處理器銷售給IBM新的個人電腦事業部，武裝了IBM新產品IBM PC的中樞大腦。16位8088處理器含有2.9萬個電晶體，執行頻率為5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推動英特爾進入了財富(Forture) 500強企業排名，《財富(Forture)》雜誌將英特爾公司評為“七十大商業奇蹟之一(Business Triumphs of the Seventies)”。

　　1982年：286微處理器(又稱80286)推出，成為英特爾的第一個16位處理器，可執行為英特爾前一代產品所編寫的所有軟體。286處理器使用了13400個電晶體，執行頻率為6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。

　　1985年：英特爾386™微處理器問世，含有27.5萬個電晶體，是最初4004電晶體數量的100多倍。386是32位晶片，具備多工處理能力，即它可在同一時間執行多個程式。

　　1993年：英特爾®奔騰®處理器問世，含有3百萬個電晶體，採用英特爾0.8微米制程技術生產。

　　1999年2月：英特爾釋出了奔騰®III處理器。奔騰III是1x1正方形矽，含有950萬個電晶體，採用英特爾0.25微米制程技術生產。

　　2002年1月：英特爾奔騰4處理器推出，高效能桌面臺式電腦由此可實現每秒鐘22億個週期運算。它採用英特爾0.13微米制程技術生產，含有5500萬個電晶體。

　　2002年8月13日：英特爾透露了90奈米制程技術的若干技術突破，包括高效能、低功耗電晶體，應變矽，高速銅質接頭和新型低-k介質材料。這是業內首次在生產中採用應變矽。

　　2003年3月12日：針對筆記本的英特爾®迅馳®移動技術平臺誕生，包括了英特爾最新的移動處理器“英特爾奔騰M處理器”。該處理器基於全新的移動最佳化微體系架構，採用英特爾0.13微米制程技術生產，包含7700萬個電晶體。

　　2005年5月26日：英特爾第一個主流雙核處理器“英特爾奔騰D處理器”誕生，含有2.3億個電晶體，採用英特爾領先的90奈米制程技術生產。

　　2006年7月18日：英特爾®安騰®2雙核處理器釋出，採用世界最複雜的產品設計，含有17.2億個電晶體。該處理器採用英特爾90奈米制程技術生產。

　　2006年7月27日：英特爾®酷睿™2雙核處理器誕生。該處理器含有2.9億多個電晶體，採用英特爾65奈米制程技術在世界最先進的幾個實驗室生產。

　　2006年9月26日：英特爾宣佈，超過15種45奈米制程產品正在開發，面向桌上型電腦、筆記本和企業級計算市場，研發程式碼Penryn，是從英特爾®酷睿™微體系架構派生而出。

　　2007年1月8日：為擴大四核PC向主流買家的銷售，英特爾釋出了針對桌面電腦的65奈米制程英特爾®酷睿™2四核處理器和另外兩款四核伺服器處理器。英特爾®酷睿™2四核處理器含有5.8億多個電晶體。

　　2007年1月29日：英特爾公佈採用突破性的電晶體材料即高-k柵介質和金屬柵極。英特爾將採用這些材料在公司下一代處理器——英特爾®酷睿™2雙核、英特爾®酷睿™2四核處理器以及英特爾®至強®系列多核處理器的數以億計的45奈米電晶體或微小開關中用來構建絕緣“牆”和開關“門”，研發程式碼Penryn。採用了這些先進的電晶體，已經生產出了英特爾45奈米微處理器。

　　45奈米有多小？有多強大？

　　Ø1奈米=10億分之一米；或者說 1奈米=0.0000000001米

　　Ø1947年貝爾實驗室製造的第一個電晶體可握在手中，而英特爾製造的全新45奈米電晶體僅在一個紅血球細胞表面即可容納數百個。

　　Ø如果一所房子縮小為一個電晶體大小，不借助顯微鏡你根本無法看到這所房子。要看到45奈米大小的電晶體，你需要藉助非常先進的顯微鏡。

　　Ø英特爾即將推出的下一代45奈米處理器(研發程式碼：Penryn)中，一個電晶體的價格僅相當於1968年時一個電晶體平均價格的百萬分之一。如果汽車價格以同樣的速度下滑，今天一部新車的價格將僅為1美分。

　　Ø你可以在一根人類的頭髮寬度上擺放2000多個45奈米電晶體。

　　Ø你可以在一個針頭上擺放3萬多個45奈米電晶體，加起來約合150萬奈米。

　　Ø本文一個小數點(直徑約為0.1毫米或10萬奈米)可填入2千多個45奈米電晶體。

　　Ø一個45奈米電晶體可在1秒鐘內切換約3千億次。一個45奈米電晶體開關一次所需時間，僅相當於以光速(每秒30萬公里)穿行0.1英寸所需的時間。