４５納米時代

雖然斷言芯片業已邁入45納米時代還有些為時過早，但這項革命性的技術確實已經從實驗室走向了市場，它將引發深遠的影響。

我們的家中和辦公室里已經塞滿了電腦、手機這樣內嵌了芯片的電子產品，我們真的需要還全套新玩意兒么?芯片制造業斷定消費者仍然有此需求。

與前一代技術65納米乃至90納米相比，45納米就好比是填充木桶的“沙子”，它可以干更多的事情這是芯片制造工藝上的一個質的飛躍，它可以在不增加芯片體積的前提下，在相同體積內集成多達將近一倍的晶體管，使芯片的功能得到擴展，也使得集成更多緩存變得輕而易舉。

這意味著什么呢?對CPU芯片來說，45納米制程代表著更加出色的性能，誰先掌握了45納米制程技術就意味著有更多機會把對方率先擊倒在地。在芯片制造領域，一場圍繞制造工藝的競賽正在展開，包括英特爾、AMO、IBH、富士通、高通、三星等半導體廠商都不約而同將45納米列入了發展日程。

下一代制程大戰

對技術巨擎們來說，這場競爭好比群雄逐鹿的F1大獎賽，盡管大家最終都會到達同樣的終點，但所有參賽選手都在力圖率先撞線，以獨享鎂光燈和香檳美酒的殊榮。

截至目前，英特爾公司占據了上風。早在去年年初，英特爾就披露了其45納米工藝的初始細節，并聲稱已經制造出了世界上首批基于45納米技術的芯片。目前，英特爾正在開發的45納米制程產品超過15種，涵蓋臺式機、筆記本、工作站和企業版產品領域，代號為“Penryn”的45納米處理器即將在今年第三季度推出。而在10月底之前，英特爾新投產的名為“Fab 32”的工廠將能實現大規模的45納米處理器的制造。

這將大大提高英特爾公司的產品競爭力。據英特爾中國區產品總監洪力介紹說，45納米Penryn雙核處理器中含有4億多個晶體管，四核處理器中含有8億多個晶體管，該系列處理器采用了全新的微體系架構特性，擁有更強的性能和電源管理能力，更高的核心速度以及高達12兆字節的緩俘。可以想象，應用了該款處理器的電腦，不僅運行速度更快，在節能方面也將更勝一籌。

需要提及的是，新的工藝制程只是英特爾雙塔奇謀的一路兵力。近年來，英特爾均了遏制競爭對手，采取了新的Tick－Tock(鐘擺)戰略，即每逢奇數年更新一次工藝制程，每逢偶數年更新一次體系架構，兩者交錯進行。比如2006年，英特爾推出了酷睿2微體系架構，今年則推出了45納米工藝制程，再往后，將是新一代的體系架構和32納米技術先后出現。洪力解釋說，之所以兩方面交錯進行，是為了提高技術推廣的成功率，“畢竟同時更新體系架構和工藝制程，研發難度更大，市場也不容易接受。”

在對手的強大壓力下，AMD也宣布了其向45納米進軍的計劃，它將同IBH公司展開合作，從2008年開始生產45納米的處理囂。而目前，AMD的生產線還處于從90納米向60納米的過渡階段，對于公司在工藝制程落后于人的現狀，AMD服務器及工作站產品全球業務經理莊富瑞解釋說，客戶購買的是處理器產品而不是納米，AMD能夠在65納米的水平下將功耗控制在英特爾需要45納米才能接近的水平，所以不能簡單地用納米來衡量處理器的先進程度。

不僅是PC領域，手機也有望迎來45納米時代。8月初，高通公司宣布首款利用45納米處理技術的芯片已完成設計，它擁有更快的速度、更低的功耗以及更高的集成度，同時還能在每個晶片上提供更多管芯，從而降低管芯成本。低能耗芯片對手機產品來說非常關鍵，它意味著我們將來的手機可以待機更長時間，并且操作反應更加靈活。

瓶頸問題

是否45納米時代已經觸手可及?科學家告誡說，在通往45納米時代的路上依然存在些障礙，其中首當其沖的是晶體管漏電問題。

晶體管漏電已經是產業頑疾。事情是這樣的：隨著芯片中晶體管數量增加，原本僅數個原子層厚的二氧化硅絕緣層會變得更薄，進而導致泄漏更多電流，泄漏的電流又增加了芯片的額外功耗。這是一個難以治愈的惡性循環，從90納米時代就已經開始困擾芯片制造商，65納米和45納米工藝更是面臨艱巨的挑戰。為了解決這一問題，芯片廠商的通常做法就是維持核心電壓不變甚至提高，這就導致了功耗居高不下。

降低CPU的核心電壓已經成為當務之急，這也逼迫芯片廠商通過其它途徑來解決晶體管漏電問題。英特爾公司做出了積極嘗試，它采用了一種新型金屬材料——專有的高-k介質材料作為晶體管柵介質，這種介質和金屬柵極的組合使晶體管漏電量非常低，性能大為提升。“這是自上世紀60年代晚期推出多晶硅柵極金屬氧化物半導體(MOS)晶體管以來，晶體管技術領域里最重大的突破。”英特爾公司聯合創始人戈登·摩爾說。

這也并非萬全之策。新材料的采用在有效控制晶體管漏電同時，也帶來一些副作用，即信號延遲。用銅來代替鋁作為互聯材料降低信號延遲大約40％，而新型高-k介質則使得信號延遲又降低20％左右。要解決信號延遲難題，就必須尋找新的解決方案，光互連技術開始浮出水面，它將把芯片業引入光學、物理學以及IC制造的交叉性新領域。目前，多家廠商已開始開發該技術，包括IRH和安捷倫公司甚至收到了美國國防部3000萬美元的資助。

對于普通消費者而言，討論如何迎接即將到來的45納米時代更加現實一些。毫無疑問，我們需要繼續更新自己的電腦、手機產品，才能不斷適應新的時代，這似乎是一個沒有終點的循環，好在，這個循環是螺旋上升的。假使你不吝惜開支努力跟風的話，芯片廠商的努力也就沒有白費了。