雖然在企業(yè)運(yùn)營(yíng)方面英特爾的2024充滿(mǎn)爭(zhēng)議，但在技術(shù)上似乎英特爾做的比財(cái)報(bào)要好看一點(diǎn)。我們梳理了IEEE整理的10大2024年半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)展。

1. 我們將如何實(shí)現(xiàn)一萬(wàn)億個(gè)晶體管 GPU
1971 年是特殊的一年，原因有很多——第一本電子書(shū)發(fā)布，第一場(chǎng)為期一天的國(guó)際板球比賽舉行，這位記者誕生了。這也是半導(dǎo)體行業(yè)首次售出超過(guò) 1 萬(wàn)億個(gè)晶體管。如果臺(tái)積電高管的預(yù)測(cè)是正確的，那么十年內(nèi)，一個(gè) GPU 中將有 1 萬(wàn)億個(gè)晶體管。代工廠(chǎng)計(jì)劃如何實(shí)現(xiàn)這樣一項(xiàng)技術(shù)壯舉是我們今年發(fā)布的閱讀量最大的半導(dǎo)體故事的主題。

2. 可以熔化鋼的微小超亮激光器
直到最近，切割鋼鐵和其他光學(xué)超級(jí)英雄主義壯舉一直是大型二氧化碳激光器和類(lèi)似笨重系統(tǒng)的儲(chǔ)備。但現(xiàn)在，厘米級(jí)半導(dǎo)體也加入了這個(gè)俱樂(lè)部。這些器件被稱(chēng)為光子晶體半導(dǎo)體激光器 （PCSEL），它利用半導(dǎo)體內(nèi)部一系列復(fù)雜、精心塑造的納米級(jí)孔，將更多能量直接從激光器中排出。日本制造的 PCSEL 生產(chǎn)出發(fā)散僅 0.5 度的鋼切片梁。


3. 到 2024 年，英特爾希望超越其芯片制造競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手
英特爾在年初有一些雄心勃勃的目標(biāo)?，F(xiàn)在情況看起來(lái)不那么樂(lè)觀(guān)了。盡管如此，這篇 2024 年 1 月刊的文章的預(yù)測(cè)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。英特爾將結(jié)合使用兩種新技術(shù)制造芯片，即納米片晶體管和背面供電。盡管主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手臺(tái)積電也很快將轉(zhuǎn)向納米片，但這家代工巨頭正在將后臺(tái)功能留到以后。但 Intel 的計(jì)劃并沒(méi)有完全經(jīng)受住與客戶(hù)和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的接觸。它沒(méi)有將其名為 20A 的組合的第一個(gè)迭代商業(yè)化，而是跳到下一個(gè)版本，稱(chēng)為 18A。

4. 研究人員聲稱(chēng)第一個(gè)功能正常的基于石墨烯的芯片
長(zhǎng)期以來(lái)，石墨烯一直是未來(lái)電子產(chǎn)品的一種有趣材料，但也是一種令人沮喪的材料。電子以硅所希望的速度穿過(guò)它，以太赫茲晶體管的潛力吸引著研究人員。但它沒(méi)有天然的帶隙，事實(shí)證明，給它一個(gè)真的很難。但佐治亞理工學(xué)院的研究人員又試了一次，想出了一種非常簡(jiǎn)單的方法，可以在碳化硅晶圓上制造半導(dǎo)體版本。

5. 英特爾未來(lái)代工技術(shù)的巔峰
英特爾的代工部門(mén)寄希望于為其 18A 工藝贏得代工客戶(hù)，如上所述，該工藝結(jié)合了納米片晶體管和背面供電。關(guān)于客戶(hù)計(jì)劃使用這項(xiàng)技術(shù)構(gòu)建什么，目前還沒(méi)有很多細(xì)節(jié)，但英特爾高管確實(shí)向 IEEE Spectrum 解釋了他們計(jì)劃如何在代號(hào)為 Clearwater Forest 的服務(wù)器 CPU 中使用這些技術(shù)以及一些先進(jìn)的封裝。

6. 挑戰(zhàn)者正在爭(zhēng)奪 Nvidia 的桂冠
誰(shuí)能打敗 Nvidia？這是許多關(guān)于 AI 硬件的文章的潛臺(tái)詞，我們認(rèn)為我們應(yīng)該明確地提出這個(gè)問(wèn)題。答案是：也許非?？煽?。這完全取決于你想在什么方面擊敗公司。

7. 印度向半導(dǎo)體投資 150 億美元
在這一年里，美國(guó)簽署了一連串初步交易，作為其 520 億美元重振芯片制造行業(yè)嘗試的一部分，我們的忠實(shí)讀者對(duì)印度稍小一些的舉措更感興趣。該政府宣布了三項(xiàng)交易，包括該國(guó)第一家硅 CMOS 晶圓廠(chǎng)。印度計(jì)劃提升芯片研發(fā)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)師在今年晚些時(shí)候向IEEE Spectrum解釋了這一切。

8. 混合鍵合在 3D 芯片中起著重要作用
芯片封裝是摩爾定律延續(xù)的最重要方面之一，它使由許多不同的硅芯片組成的系統(tǒng)能夠連接在一起，就好像它們是一個(gè)巨大的芯片一樣。先進(jìn)封裝中最熱門(mén)的技術(shù)是一種稱(chēng)為 3D 混合鍵合的技術(shù)。（我知道這一點(diǎn)，因?yàn)槲以?2024 年 5 月的 IEEE 電子元件技術(shù)會(huì)議上參加了不少于 20 場(chǎng)關(guān)于它的演講。3D 混合鍵合將芯片以垂直堆棧的形式連接在一起，其連接非常密集，您可以在一平方毫米內(nèi)容納數(shù)百萬(wàn)個(gè)芯片。


9. 摩爾定律的未來(lái)在粒子加速器中嗎？
就在你認(rèn)為制造高級(jí)芯片已經(jīng)是一個(gè)瘋狂的過(guò)程時(shí)，這里有一個(gè)暗示，未來(lái)將比現(xiàn)在更多。今天的極紫外光刻技術(shù)依賴(lài)于 Rube-Goldberg 式的程序，即用千瓦級(jí)激光器敲擊飛濺的熔融錫液滴，以產(chǎn)生發(fā)光的等離子體球。但未來(lái)的芯片制造將需要比這種系統(tǒng)所能提供的更亮的光線(xiàn)。有人說(shuō)，答案是一個(gè)巨大的粒子加速器，它通過(guò)使用高能物理版本的再生制動(dòng)來(lái)節(jié)省能源。

10. 期待一波晶圓級(jí)計(jì)算機(jī)
7 個(gè)帶有各種電子元件的金屬方塊盤(pán)旋成堆棧。特斯拉就像 1970 年代搖滾歌曲中的牛鈴一樣，未來(lái)的計(jì)算機(jī)需要更多的硅。多少？一整片晶圓都裝滿(mǎn)它怎么樣。早在 4 月，世界上最大的代工廠(chǎng) TSMC 就制定了其先進(jìn)封裝計(jì)劃，并且未來(lái)指向晶圓級(jí)計(jì)算機(jī)。從技術(shù)上講，臺(tái)積電已經(jīng)為 Cerebras 制造了一段時(shí)間，但它計(jì)劃在未來(lái)幾年提供的產(chǎn)品將更加靈活和普遍可用。到 2027 年，該技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的計(jì)算能力是今天的 40 倍