下篇——达成目标实现量产

    确定了新的材料，要在45纳米的量产中达到设定的目标也不是一件容易的事情。其中的艰辛就不再累述。现在看看新的材料在“高-K 栅极介电质+金属栅极”晶体管中带来了什么样的奇特效果。

    下图是采用了新材料做出来的晶体管的示意图，这种“高-K 栅极介电质+金属栅极”晶体管与前一代“传统材料”做的晶体管相比，有以下几个显著的飞跃。

(1) 源极(S)到漏极(D)的漏电降低 5倍以上，图中S到D箭头方向 (2) 栅极氧化物介电质漏电降低 10倍以上，图中从上到下的箭头方向 (3) 驱动电流效率提升20% 以上，即晶体管的性能提升20%

    从单个数字看5倍，10倍以及20%，可能不是特别激动人心，不过我们想象一下，一颗芯片上数以亿计的晶体管，每个晶体管都能得益于这样的飞跃，那么累计提高的能效和减少的漏电量无异于“蚂蚁雄兵”，非常可观。障碍晶体管做得更小，漏电更低，能效更高以及性能更高的物理瓶颈就得以突破了。

    “高-k栅介质+金属栅极晶体管是自上世纪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，晶体管技术领域里最重大的突破”。英特尔公司的创始人之一，也是摩尔定律的提出者——戈登 • 摩尔（Gordon Moore）博士给出了这样极高的评价。

    英特尔公司为了将研制成功的高-k栅介质+金属栅极晶体管应用于微处理器芯片的规模量产，好需要做到：集成到45纳米 CMOS制程中达到高性能整体的低漏电满足高可靠性要求工艺可量产和精确拷贝

    下图的靓照是采用高-k栅介质+金属栅极晶体管和45纳米工艺制造出来的、最新的酷睿2双核处理器的芯片剖面图。它的面积仅有107平方毫米，基本上就是1厘米见方，即1x1厘米的大小，但是却拥有4.1亿个晶体管。

    英特尔公司已经于去年11月分开始开始量产45纳米的基于高-k栅介质+金属栅极晶体管的处理器产品，产品覆盖整个产品线：服务器，台式机和笔记本。这项创新技术的量产时间比业界同行整整早了至少2年时间。

    按照计划和估计，英特尔公司45纳米量产的芯片将于2008年第3季度超过65纳米量产的芯片，新旧更替的分水岭就在图中趋势线的交叉点。

    虽然英特尔今天成功地越过了研制量产45纳米和高-K 栅极介电质+金属栅极晶体管的障碍，但是按照摩尔定律，两年以后，就是2009年，就要试产新一代的生产工艺——32纳米。摆在英特尔公司面前当然不是一马平川，不过，我们相信这些困难和障碍在英特尔人面前都会变成历史。