3D晶體管

Intel于2011年5月6日宣布了所謂的“年度最重要技術”——世界上第一個3-D三維晶體管“Tri-Gate”。晶體管是現代電子學的基石，而Intel此舉堪稱晶體管歷史上最偉大的里程碑式發明，甚至可以說是“重新發明了晶體管”。半個多世紀以來，晶體管一直都在使用2-D平面結構，現在終于邁入了3-D三維立體時代。用了50多年的2D平面硅晶體管將被3D晶體管所取代，這確是一種劃時代的進步。

傳統“平面的”2-D平面柵極被超級纖薄的、從硅基體垂直豎起的3-D硅鰭狀物所代替。電流控制是通過在鰭狀物三面的每一面安裝一個柵極而實現的（兩側和頂部各有一個柵極），而不是像2-D平面晶體管那樣，只在頂部有一個柵極。更多控制可以使晶體管在“開”的狀態下讓盡可能多的電流通過（高性能），而在“關”的狀態下盡可能讓電流接近零（即減少漏電，低能耗），同時還能在兩種狀態之間迅速切換，進一步實現更高性能。英特爾的3-D三柵極晶體管結構提供了一種管理晶體管密度的方式。由于這些鰭狀物本身是垂直的，晶體管也能更緊密地封裝起來--這是摩爾定律追求的技術和經濟效益的關鍵點所在。未來，設計師還可以不斷增加鰭狀物的高度，從而獲得更高的性能和能效。

這種設計可以在晶體管開啟狀態（高性能負載）時通過盡可能多的電流，同時在晶體管關閉狀態（節能）將電流降至幾乎為零，而且能在兩種狀態之間極速切換（還是為了高性能）。Intel還計劃今后繼續提高硅鰭片的高度，從而獲得更高的性能和效率。

Intel聲稱，22nm 3-D Tri-Gate三維晶體管相比于32nm平面晶體管可帶來最多37%的性能提升，而且同等性能下的功耗減少一半，這意味著它們更加適合用于小型掌上設備。通過使用3D晶體管，芯片可以在低電壓和低泄露下運行，從而使性能和能耗取得大幅改進。在低電壓條件下，22納米的3-D Tri-Gate晶體管比英特爾32納米平面晶體管性能提高37%。這意味著它能用在許多小的手持設備中。另外，在相同的性能條件下，新的晶體管耗電不及 2D平板晶體管、32納米芯片的一半。首款3-D Tri-Gate晶體管22納米芯片代號為Ivy Bridge，而在最新的Haswell處理器中也同樣采用了這種3D晶體管技術。