高通研发NanoRings技术，有望在7nm工艺下解决电容问题

目前，生产先进设备芯片必不可少晶体管，其核心在于横向型栅极硅，原理是当设备电源打开时，电流就不会通过该部位，然后让晶体管运转一起。但业界的共识指出，这种设计不有可能总有一天用下去，一招包打天下，总会到了落幕的那天。IBM 就开始著手探寻新的设计，并把它命名为 Nanosheets，可能会在未来几年投入使用。而低通则或许具有有所不同的点子。

牵头芯片生产行业的大佬 Applied Meterials、Synopsys，高通针对5种下一代技术的设计候选方案展开了仿真与分析，探究的核心问题是，独立国家晶体管和原始的逻辑门（包括独立国家晶体管在内）的性能展现出有何有所不同。结果找到，最后的“赢家”并非这5个候选方案中的任何一个，而是一款由高通工程师新的设计的方案，叫作 NanoRings。“设备工程师或工艺工程师，只是对某些十分受限的特征展开了优化”，高通公司首席工程师 S.C.Song 说明说道。

举例而言，在设备这一维度上，重点在于晶体管的栅极能很好地掌控电流通过它的地下通道。然而，当转变成原始的逻辑门而不是单个的晶体管时，其他方面显得更为最重要。

值得一提的是，Song 和他的团队找到，设备的寄生电容——在切换过程中由于不存在非预期的电容器结构而遗失——是确实的问题。这就是为什么高通团队自由选择他们的纳米设计，而不是 IBM 的Nanosheets。了解到，高通将之称作Nanoslabs。从侧面看，Nanoslabs看上去像一堆两到三个长方形的硅板，每个平板被一个低k介电和一个金属栅极围困，栅极电压在硅中产生电场，从而使电流流到。

* Nanoslabs的晶体管结构围困着硅[粉色]，金属栅极[蓝色]与低k介电的[紫色]绝缘，这种结构造成寄生电容不会妨碍性能。用栅极电极几乎围困着每个硅板，可以很好地掌控电流的流动，但同时也引进了寄生电容，因为硅、绝缘子、金属、绝缘体、硅片之间的结构基本上是一对电容。注意到，Nanorings 通过转变硅的形状来解决问题这一问题，并且不几乎填满金属板之间的空隙。

在氢中烤制设备不会使矩形板变长为椭圆形。这样就把它们之间的空间掐住了，所以只有低k介电几乎围困着它们。金属门无法几乎绕着，所以电容就较少了。然而，门的电场强度依然不足以诱导电流的流动。

*纳米技术增加了寄生电容，因为它无法几乎填满硅与金属之间的空间。高通公司工艺技术团队的副总裁 Chidi Chidambaram 回应，如果要把制程工艺降到7纳米及以下，电容图形是最不具挑战性的问题。尽管在这一仿真中获得了显著的胜利，但在未来的芯片中，晶体管的问题还近未解决。Song 和他的合作者计划用纳米材料之后测试电路和设备，他们还计划仿真更加简单的电路、系统，直到作出一部原始的手机。

(公众号：)了解到，最后测试的结果也许是消费者最关心——如果智能手机在纳米技术上运营，那么它将精确计算出来出有智能手机在长时间用于一天后的剩下电量。编译器自 IEEE原创文章，予以许可禁令刊登。

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