能夠降低85%的能耗，IBM和三星的新芯片設計為什么這么牛？

IBM 和三星在半導體設計上再取得新進展！據這兩家公司稱，他們研發出了一種在芯片上垂直堆疊晶體管的新設計。而在之前的設計中，晶體管是被平放在半導體表面上的。

新的垂直傳輸場效應晶體管 (VTFET) 設計旨在取代當前用于當今一些最先進芯片的 FinFET 技術，并能夠讓芯片上的晶體管分布更加密集。這樣的布局將讓電流在晶體管堆疊中上下流動，而在目前大多數芯片上使用的設計中，電流則是水平流動的。

半導體的垂直設計開始已久，并從現在通用的FinFET技術中獲得了一定的靈感。據悉，盡管其最初的工作重點是芯片組件的堆疊而不是優化晶體管的排布，英特爾未來將主要朝著這個方向進行開發與設計。當然這也有據可循：當平面空間已經更難讓晶體管進行堆疊時，唯一真正的方向（除了物理縮小晶體管技術）是向上。

雖然我們距離實際消費類芯片中使用 VTFET 設計還有很長的路要走，但英特爾和三星兩家公司正強勢發聲。他們指出 VTFET 芯片可以讓設備“性能提高兩倍或能源使用減少 85%”。

IBM 和三星還雄心勃勃地提出了一些大膽的想法，比如“手機充一次電用一周”。這能讓能源密集型的產業能耗大幅降低，比如數據加密；同時，這項技術甚至也可以為更強大的物聯網設備甚至航天器賦能。

IBM此前曾在今年早些時候展示過它的首款 2nm 芯片。該芯片采用了與之前不同的方式來填充更多晶體管，方法是使用現有的 FinFET 設計擴大可以安裝在芯片上的數量。然而，VTFET技術則是更進一步，盡管距離我們看到使用這項技術的芯片面世還有很長一段時間。

然而IBM也不是唯一一家展望未來生產的公司。英特爾在今年夏天公布了其即將推出的 RibbonFET（英特爾首款全環柵晶體管）設計，這是其在FinFET技術上獲得的專利。這項技術將成為英特爾 20A 代半導體產品的一部分，而20A代芯片則計劃于 2024 年開始量產。最近，IBM還宣布了自己的堆疊晶體管技術計劃，并將其作為RibbonFET未來的次世代產品。

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