22nm和3-D晶体管记录下一代核心革命

    正值英特尔IDF 2012峰会召开之际，研发代号为Ivy Bridge的第三代英特尔酷睿处理器正式掀开了神秘面纱，英特尔此次继续追随摩尔定律的步伐，将处理器的制程工艺从之前的32纳米提升至22纳米，再次实现了革命性的技术改进，Ivy Bridge不仅仅是第一个实现22纳米工艺的量产处理器，也开创性的将3-D三栅极（3-D Tri-Gate）晶体管技术引入到新的处理器产品中来。

英特尔IVB处理器系列

    2012 年正处于英特尔 Tick-Tock 的 Tick 年， 按照 Tick-Tock 的基本原则，英特尔将在 2012 年推出采用比往年更精密的制程工艺，而今年英 特尔的处理器芯片制造也将会升级到22纳米。

大于一亿个22纳米三栅极晶体管才能放置在针头上

    22纳米制程工艺的进化十分惊人，在英特尔IDF 2012峰会上，英特尔副总裁施浩德向大家展示一块直径300毫米的标准晶圆，大致数一下可以发现，纵向最多有37个内核，横向最多则是15个，单个内核的尺寸大概是8.1×20毫米，也就是162平方毫米。相比之下，32nm工艺Sandy Bridge四核心的内核尺寸是216平方毫米（面积缩小约25%）。

22纳米晶圆

    根据英特尔产品市场部担任资深架构经理 赵军先生的介绍：一个句号上就可以容纳超过600万个22纳米晶体管，除此之外，第三代智能酷睿处理器不仅仅是制程技术从上一代的32纳米跨越到22纳米，更重要的是采用了革命性的3-D三栅极晶体管技术，从而使得处理器晶体管数量达到十四亿！

    个人电脑正在发生着翻天覆地的变化，更小的体积、外观设计的多样化、操作更加简单、应用更加多样，对于处理器的运算性能、功耗表现和多媒体表现等都提出了较高的要求，工艺制程更新至22纳米的Ivy Bridge将是处理器发展史的一次全新的革命。

　　自从1947年晶体管问世以来，晶体管技术飞速发展，为开发更强大、成本效益更好、能效更高的芯片产品铺平了道路，传统的晶体管架构（2-D 平面结构）已经在微电子学使用了将近35年：经典的晶体管包括1个可以控制的电极和在它下面的电流顺序通过的另外两个电极。就这样，晶体管架构呈现出一种二维的状态。后来，Intel研发新工艺制程和新晶体管架构时发现了2-D的瓶颈，于是决定多管齐下全方向减小栅极的漏电、降低处理器功耗，提高处理器性能。

Intel 3-D三栅极晶体管

　　科学家研发出来3-D结构时非常兴奋，相对于2-D平面栅极结构晶体管来说，三栅极晶体管是根据栅极具有三面而命名的。平面栅极变成了立体栅极，从能耗的角度来看，22纳米晶体管可以在1秒内开关1000亿次，Intel的3-D三栅极晶体管对比2-D平面栅极晶体管，前者可以使芯片能够在更低的电压下运行，同时减少漏电量。

2-D 平面结构晶体管

　　3-D三栅极晶体管，代表了晶体管技术本质上的转变，晶体管通道增加到第三维度，电流是从通道的三面来控制的，而不像传统平面晶体管，只从顶部控制。就像摩天大楼通过向天空发展而使得最大限度地利用城市空间，3-D三栅极晶体管结构同样提供了一种提高晶体管密度的创新方法。其结果是能更好的控制晶体管的开关、最大程度有效利用晶体管开启状态时的电流（实现最佳性能），并在关闭状态时最大程度减少电流（降低漏电）。 

　　与之前的平面晶体管相比，22纳米的3-D三栅极晶体管将提供前所未有的高性能和能效。与之前的32纳米平面晶体管相比，22纳米3-D三栅极晶体管在低电压下将性能提高了37%，并且只需要消耗不到一半的电量，就能达到与32纳米芯片中二维平面晶体管一样的性能。

3D晶体管晶圆电路直接立起来

    除此之外，第三代智能英特尔酷睿处理器还带来了很多新的改变，如支持原生USB3.0标准，Configurable TDP技术，支持DX11显示性能更强大的新一代核芯显卡HD4000系列，配套芯片组方面，Ivy Bridge处理器将搭配新一代Panther Point 7系列。

　　在22nm制程工艺以及3D晶体管是第三代智能英特尔酷睿处理器最大的变化，今年的超极本、一体台式机都属于创新之作，但同时在应用上，对3D游戏、高清视频和多媒体社交上对运算性能提出了更高的要求，而之所以反复提到3-D晶体管技术的革命性作用，是因为其不仅仅在消费电子领域得到广泛应用，对于一些家电、航空、医疗等传统行业也可以给予强大的技术支持。

新工艺处理器将在超极本上发挥作用

    近期，中关村在线将对代号Ivy Bridge智能英特尔酷睿第三代处理器笔记本产品进行评测，22纳米和3-D晶体管技术对即将到来的新产品会有哪些影响？我们的生活又会带来哪些改变？让我们拭目以待吧。

    在我们的笔记本电脑论坛中，已经发起了Ivy Bridge彗星碎片搜集活动，感兴趣的网友朋友们，快来一探究竟吧。

    进入活动传送门：//nbbbs.zol.com.cn/1/2_4080.html