IBM宣布研制出全球首款2nm芯片：未來英特爾和三星或會(huì)受益

　　IBM宣布制造出全球首款2nm工藝節(jié)點(diǎn)的芯片，并在紐約州奧爾巴尼的工廠展示了2nm工藝生產(chǎn)的完整300mm晶圓，不過這并不意味著2nm工藝已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，2nm芯片的潛在優(yōu)勢，包括提高手機(jī)電池使用壽命、減少數(shù)據(jù)中心碳排放量、讓筆記本電腦擁有更多更快的功能、以及有助于提高自動(dòng)駕駛汽車芯片的性能等。

　　IBM研發(fā)的新型2納米芯片技術(shù)可推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，滿足不斷增長的需求。與目前先進(jìn)的7納米節(jié)點(diǎn)芯片相比，這項(xiàng)技術(shù)預(yù)計(jì)可使芯片的性能提升 45%，能耗降低 75%。

　　IBM介紹了這款先進(jìn)的2納米芯片的應(yīng)用前景，包括：

　　使手機(jī)電池續(xù)航時(shí)間增至之前四倍，只需每四天為設(shè)備充一次電即可（相比之前的7nm芯片）。

　　大幅減少數(shù)據(jù)中心的碳排放量，目前，數(shù)據(jù)中心的能源使用量占全球能源使用量的百分之一。將數(shù)據(jù)中心的所有服務(wù)器更換為 2 納米處理器可能會(huì)顯著降低該比例。

　　極大地提升筆記本電腦的功能，可加快應(yīng)用程序處理速度，加強(qiáng)語言翻譯輔助功能，加快互聯(lián)網(wǎng)訪問速度。

　　加快自動(dòng)駕駛汽車（例如：無人駕駛汽車）的物體檢測速度，縮短反應(yīng)時(shí)間。

　　IBM 在位于紐約州奧爾巴尼市 Albany Nanotech Complex 的研究實(shí)驗(yàn)室開展半導(dǎo)體研發(fā)工作，在這里，IBM 科學(xué)家與來自公共和私營部門的合作伙伴密切合作，共同推動(dòng)邏輯擴(kuò)展和半導(dǎo)體功能向前發(fā)展。

　　IBM 官方表示，多年來，IBM 在半導(dǎo)體領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了多次重大突破，包括率先推出 7 納米和 5 納米工藝技術(shù)、單管 DRAM（single cell DRAM），Dennard 標(biāo)度律（the Dennard Scaling Laws），化學(xué)放大光刻膠（chemically amplified photoresists）、銅互連布線（copper interconnect wiring）、絕緣硅片技術(shù)（Silicon on Insulator technolog）、多核微處理器（multi core microprocessors）、高 k 柵電介質(zhì)（High-k gate dielectrics）、嵌入式 DRAM（embedded DRAM）和 3D 芯片堆疊（3D chip stacking）。

　　IBM 稱 IBM 研究院的 7 納米技術(shù)第一款商業(yè)化產(chǎn)品將于今年晚些時(shí)候在基于 IBM POWER10 的 IBM Power Systems 中首次亮相。

　　一個(gè)指甲大小的芯片，可容納 500 億個(gè)晶體管

　　增加每個(gè)芯片上的晶體管數(shù)量可以讓芯片變得更小、更快、更可靠、更高效。2 納米設(shè)計(jì)展示了利用 IBM 研發(fā)的納米片技術(shù)對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行高級(jí)擴(kuò)展的能力。這種架構(gòu)為業(yè)界首創(chuàng)。在宣布 5 納米設(shè)計(jì)研發(fā)成功之后，IBM 僅用了不到四年時(shí)間就再次實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。這項(xiàng)突破性技術(shù)問世后，一個(gè)指甲大小的 2 納米芯片就能容納多達(dá) 500 億個(gè)晶體管。

　　芯片上的晶體管數(shù)量增加還意味著處理器設(shè)計(jì)人員擁有更多選擇，可以通過為處理器注入內(nèi)核級(jí)創(chuàng)新來提升人工智能、云計(jì)算等前沿工作負(fù)載的功能，找到實(shí)現(xiàn)硬件強(qiáng)制安全性和加密的新途徑。IBM 已經(jīng)在最新一代的 IBM 硬件（例如：IBM POWER10 和 IBM z15）中實(shí)現(xiàn)了其他創(chuàng)新型核心級(jí)增強(qiáng)功能。

　　據(jù)IBM介紹，該技術(shù)可以將“500億個(gè)晶體管放在指甲大小的芯片上”，其2nm芯片的晶體管密度（MTr/mm2）為333.33，幾乎是臺(tái)積電5nm工藝的兩倍，也高于業(yè)界對(duì)臺(tái)積電3nm工藝的預(yù)估（292.21 MTr/mm2）。與目前的7nm工藝相比，在同樣的功耗下，其性能會(huì)高出45%，或者在同樣性能下，功耗會(huì)降低75%。同時(shí)IBM的2nm工藝還采用了采用的是GAA（全環(huán)繞柵極晶體管）工藝，三星未來3nm工藝也將采用此技術(shù)。

　　雖然現(xiàn)在IBM在2014年將晶圓廠賣給GlobalFoundries后，已沒有了屬于自己的晶圓廠，但是仍然在半導(dǎo)體創(chuàng)新方面處于領(lǐng)導(dǎo)地位。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，IBM的突破還包括了首次實(shí)現(xiàn)7nm和5nm工藝技術(shù)、銅互連布線、高k柵極介質(zhì)、多核微處理器、嵌入式DRAM、3D芯片堆疊和登納德縮放比例定律等。此前英特爾在IDM 2.0戰(zhàn)略中已宣布，未來將會(huì)與IBM在邏輯和封裝技術(shù)方面進(jìn)行合作。

　　IBM計(jì)劃今年在其Power Systems服務(wù)器中使用其首款商用7nm工藝處理器IBM Power 10，支持PCIe Gen5和DDR5內(nèi)存，使用了與三星合作研發(fā)的工藝，將由三星負(fù)責(zé)制造。