【IT168 专稿】上周五，Intel公司宣布其X86处理器的晶体管密度有望提升一倍。通过采用45纳米制造工艺和全新的晶体管材料，Intel宣称在晶体管设计方面取得了历史性的重大突破，并计划在2007年下半年，将这种新技术用于代号为Penryn的处理器新产品中，预计45纳米双核处理器含有4亿多个晶体管，而四核处理器将含有8亿多个晶体管。换句话说，45纳米技术可以实现在一个针尖上集成3万个晶体管。就在同一天，IBM公司也宣布了针对45纳米处理器的计划，但相信Intel仍然会是第一个把这种新技术推向市场的芯片制造商。

Intel为摩尔定律延寿

    晶体管是处理0、1数字信号的微电子开关。其中栅（gate）用来打开或闭合晶体管，而栅介质（gate dielectric）是用来将栅从电流通道隔离出来的绝缘体底层。过去数十年来，芯片厂商一直采用氧化硅（silicon dioxide）来做栅介质，采用多晶硅（polysilicon）做栅电极（gate electrode）。但是，使用现有的材料，晶体管的尺寸缩小能力几乎达到极限，如Intel在其65纳米制程技术中，已经成功地将氧化硅栅介质的厚度缩小至1.2纳米（相当于五个原子层），但是栅介质的漏电量也随之逐步增加，导致功耗和发热等问题日益严重，让芯片厂商头痛不已。

    为了顺利地实现处理器制程由现在的65纳米向45纳米转变，Intel采用了新的基于铪的高-K绝缘体材料（hafnium-based high-k insulator），以取代氧化硅和多晶硅两种化合物，从而可以极大地减少电漏。新材料的出现，将至少使未来十年内的几代处理器继续遵循摩尔定律。

    众所周知，早在1965年，Intel公司的联合创始人之一戈登.摩尔（Gordon Moore）就做出惊人预测：单个集成电路上的晶体管数量每两年增加一倍，后来更新为每12-18个月提升一倍。Intel公司也确实用行动验证了这一预言。而在有生之年，摩尔不仅看着这一定律盛行了40年之久，还看到了新一代晶体管技术的诞生。

    摩尔表示，“自上世纪60年代晚期推出多晶硅栅极金属氧化物半导体（MOS）晶体管以来，采用高-k栅介质和金属栅极材料标志着晶体管技术领域里最重大的突破。”比较而言，一个人类红血球细胞表面可容纳大约400个Intel公司的45纳米晶体管。就在10年前，在250纳米制程技术下，晶体管尺寸约是以45纳米晶体管尺寸的5.5倍，面积约为现在的30倍。可见，新材料和新工艺对“摩尔定律即将寿终正寝”质疑观点做出了较好回应。

    如上所述，在最近几代处理器中，随着晶体管漏电问题越来越严重，性能和功耗之间的平衡也越来越难。Intel认为，新技术的使用可以提升处理器芯片的性能，并降低功耗要求。由于45纳米晶体管远小于上一代晶体管，因此，晶体管开关所需电量也大为减少，使晶体管功耗大约降低了30%，栅漏电减少10倍以上。随着晶体管新材料的改进，Intel既可以通过大幅提升CPU主频来实现更高性能，也可以通过降低主频来提升能源效率。

    据悉，首批5款45纳米Penryn处理器产品已经试制成功，可运行Windows Vista、Mac OS X、 Windows XP 和 Linux等操作系统以及其它应用程序，这是Intel公司计划中的15款45纳米处理器产品的第一批。Intel按计划将在2007年下半年交付投产45纳米处理器。