Intel 10nm工艺黑科技炸裂：量子阱晶体管？

英特尔日前庆祝半导体行业黄金法则——摩尔定律。通过更先进的技术提高晶体管密度是英特尔成功的关键，他们还优艾设计网_在线设计保持了摩尔定律的准确性。目前英特尔的制造工艺是14nm，下一步是10nm工艺，将面临更多挑战。英特尔实际上已经推迟了10纳米制程，但是英特尔手里掌握了很多黑科技。分析显示，英特尔将在10纳米工艺节点启用量子阱晶体管(简称QWFET)，还将使用铟镓砷和应变锗两种新型半导体材料。

如今的集成电路基本都是基于硅基材料，晶体管的性能、工作电压和电流都与晶体管的结构有关。因此，在整体功耗密度相同的情况下，晶体管的功耗与电压的平方成正比。这个定律是1975年IBM研究员罗伯特丹尼德总结出来的，所以这个定律也以他的名字命名为——，这就是丹尼德标度定律的由来。

这些都是本文的铺垫。这个定律在2000年以前是适用的，但是王耀庆在2005年的IEDM会议上指出，晶体管的性能已经不能用几何结构来改善，功耗问题越来越严重。功耗来自两个方面：——漏电流引起的静态功耗和晶体管开关引起的动态功耗(注：动态功耗有公式：开关功率=C*V2*F)。

目前晶体管越小，漏电流越严重，所以解决功耗问题的重点转移到了漏电流上。英特尔在90纳米工艺中采用应变硅技术，在45纳米节点中采用HKMG (High K Metal Gate)技术，在22纳米工艺中采用FinFET晶体管技术，这些都有助于降低漏电流，进一步降低功耗。

铟镓砷晶体管结构

好像还没回到正题，背景就不多说了。RealWorldTech网站最近发表了一篇分析英特尔10纳米技术的文章。分析师大卫坎特认为，英特尔在10纳米技术中很可能会使用QWFEN量子阱晶体管技术，同时还会使用新的半导体材料，包括N型的In0.53Ga0.47As和P型的应变锗。

根据他的分析，英特尔最早将在2016年的10nm工艺中使用这些黑科技，将晶体管的工作电压从0.7V降低到0.5V，而三星、TSMC、Globalfoundries等公司要到7nm工艺才能使用这些新技术，这仍然落后英特尔一代。