mm116美女视频,动漫美女露大胸视频,nxgx美女视频免费

大部分讀者對(duì)IBM最熟悉的應(yīng)該是他們的“深藍(lán)”和其推出的筆記本，但其實(shí)在半導(dǎo)體領(lǐng)域，IBM也有很深的研究。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)顯示，倒裝芯片封裝技術(shù)是又IBM在1960年首先引入的；單晶體管DRAM是由IBM 科學(xué)家Robert Dennard最先提出的；就連現(xiàn)在在嵌入式處理器領(lǐng)域廣泛采用的精簡(jiǎn)指令集都是由IBM專家設(shè)計(jì)的。其他諸如SiGe硅工藝、銅互連、絕緣硅、應(yīng)變硅和Power處理器，也無一不是IBM帶給半導(dǎo)體業(yè)界的創(chuàng)舉。

雖然因?yàn)楦鞣N主觀和客觀的原因，IBM已經(jīng)逐漸丟失了過往的那種震撼力。但從他們過去一年的研究成果看來，“藍(lán)色巨人”還是走在集成電路技術(shù)探索的最前線。

下面我們來看一下IBM正在研究的集成電路“黑科技”

5nm以后的晶體管選擇：Nanosheet

最近，三星3nm GAA 工藝試產(chǎn)成功的消息傳遍了筆者的朋友圈，也引起了讀者的廣泛討論。因?yàn)樵谶M(jìn)入了5nm之后，F(xiàn)inFET的魔力逐漸失去，而為了持續(xù)提升晶體管的表現(xiàn)，業(yè)界開始探索打破電流一直由通道頂部的“閘門”來控制傳統(tǒng)的做法，這就催生了Gate-All-Around(簡(jiǎn)稱GAA)，

據(jù)介紹，GAA利用特定的材料，能將整個(gè)電流通道包裹成類似3D結(jié)構(gòu)，雖然這種設(shè)計(jì)比“閘門”更加復(fù)雜，但這能讓芯片晶體管大幅提升性能，并能讓未來的2nm和1nm的實(shí)現(xiàn)成為可能。

根據(jù)之前的資料，三星的GAA技術(shù)，是他們與IBM共同合作的結(jié)果。

IBM Research方面表示，公司從事GAA晶體管研究已有十多年了，其設(shè)備架構(gòu)已從單納米線（ single nanowire ）發(fā)展到堆疊納米片（ stacked nanosheet）。2015年，IBM研究人員在S3S會(huì)議上發(fā)表了第一篇納米片論文，首次為“納米片”命名。IBM Research方面生成，公司將繼續(xù)與合作伙伴緊密合作，以加速從FinFET到納米片晶體管的行業(yè)過渡。

IBM Research指出，公司的卓越設(shè)備架構(gòu)利用了Gate all around（GAA）的堆疊納米片，從而解決了FinFET在真正的5納米（nm）節(jié)點(diǎn)及以后所面臨的若干挑戰(zhàn)。

對(duì)晶體管的未來發(fā)展有了解的讀者，一定會(huì)發(fā)現(xiàn)IBM在這里并沒有使用之前大家所討論的納米線,而是從2017年開始采用了納米片.針對(duì)這個(gè)問題,IBM硅集成和器件總監(jiān)Huiming Bu之前在接受IEEE采訪的時(shí)候提到，這主要與納米片可以帶來pre-finFET的優(yōu)勢(shì)有關(guān)。他指出，設(shè)計(jì)人員以前通過改變晶體管的寬度來提升操作速度或能源效率，而不是改變finFET晶體管中的硅的量.因?yàn)楹笳咭馕吨挂恍捀L而另一些更短。但由于制造的限制，鰭狀硅片必須高度相同，所以這是不可能實(shí)現(xiàn)的。

為此IBM采用了寬度可以做到8到50納米之間的納米片。他們指出，：“更寬的納米片性能更好，但是需要更高的功耗。寬度較小的納米片雖然性能較差，但可以減少功耗。”

IBM方面首先表示，使用這些晶體管，能帶來更好的計(jì)算性能和更低的功耗，這主要與GAA中能提供更好的靜電控制和更高的封裝密度有關(guān)。他們表示NanoSheet提供了更好的功率性能設(shè)計(jì)點(diǎn)。與目前晶圓廠中可用的最新，最出色的7nm FinFET技術(shù)相比，NanoSheet技術(shù)在相同功率下的性能提高了25％以上，在相同性能下的功耗節(jié)省了50％以上，IBM方面強(qiáng)調(diào)。

其次，多樣化的sheet具有更簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)。同時(shí)，借助極紫外光刻（EUV）技術(shù)，Nanosheet技術(shù)能給AI和5G時(shí)代帶來一種更好的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品設(shè)備體系結(jié)構(gòu)。這可以實(shí)現(xiàn)更加通用的設(shè)備設(shè)計(jì)，因?yàn)榭梢詫⒕哂胁煌ǖ罍贤ǖ募{米片設(shè)備共集成在同一芯片中，以進(jìn)一步優(yōu)化功耗和性能。

第三，溝通厚道控制；IBM方面表示，增大NanoSheet堆棧溝道層可以創(chuàng)建用于溝道構(gòu)造的原子級(jí)控件。FinFET不可能實(shí)現(xiàn)這種精確的溝道厚度控制，因?yàn)樗怯晒饪碳夹g(shù)與RIE結(jié)合定義的，其局部和全局工藝變化遠(yuǎn)高于外延厚度變化。

在早前舉辦的IEDM上，IBM的三位研究員Zhang Jingyun、Ruqiang Bao和Nicolas Loubet也對(duì)Nanosheet的未來發(fā)展提出了他們的解決方案。

Zhang Jingyun表示，由于擁有優(yōu)異的靜電性能，所以納米片GAA器件可以實(shí)現(xiàn)極高的柵極長度（Lmet）。除了寬的Sheet外，Lmet縮放對(duì)于滿足高性能計(jì)算需求也至關(guān)重要。為了在如此高比例的Lmet下獲得良好的短溝道性能，控制sub-fin泄漏至關(guān)重要。而IBM的研究人員則通過在S / D和柵極區(qū)域下方插入電介質(zhì)層，從而消除了比例縮放的Lmet的sub-channel 泄漏，從而開發(fā)了完整的底部電介質(zhì)隔離（BDI）方案。此外，此功能還減少了寄生電容，并為GAA納米片技術(shù)提供了額外的功率和性能改進(jìn)。

FinFET和納米片的TEM截面

Ruqiang Bao也強(qiáng)調(diào)，在GAA納米片溝道結(jié)構(gòu)中，由于存在片對(duì)片間距（Sheet-to-sheet spacing：Tsus），柵極區(qū)域已演化為4D。HPC等應(yīng)用也要求晶體管在滿足多個(gè)閾值電壓要求的同時(shí)控制Tsus厚度。而IBM研究人員已經(jīng)發(fā)明了新穎的工藝和集成方案，以實(shí)現(xiàn)多種偶極厚度以實(shí)現(xiàn)無體積占用的多Vt（即無體積多Vt），從而實(shí)現(xiàn)了非常薄的Tsus。此外，研究人員發(fā)明了一種在寬sheet圖案化期間控制金屬柵極邊界的方法，從而解決了納米片技術(shù)的一個(gè)基本問題。

Nicolas Loubet則指出，GAA納米片技術(shù)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)特征是在設(shè)備體系結(jié)構(gòu)中形成了（Inner Spacer。我們開發(fā)了一種新穎的各向同性（ novel isotropic）干法蝕刻技術(shù)，以對(duì)硅（> 150：1）和電介質(zhì)（> 1000：1）的極高選擇性來精確控制橫向硅鍺蝕刻。

此外，這種卓越的蝕刻工藝可在溝道釋放過程中使用，可提供極低的溝道厚度變化以及靜電和電阻變化，這對(duì)于優(yōu)化高性能計(jì)算堆疊納米片器件的功率/性能至關(guān)重要。

突破常見的馮諾依曼瓶頸：內(nèi)存內(nèi)計(jì)算

進(jìn)入了AI時(shí)代之后，AI任務(wù)對(duì)計(jì)算性能的需求越來越高，傳統(tǒng)的計(jì)算和存儲(chǔ)分開的架構(gòu)因?yàn)閹挼南拗?，在?shù)據(jù)交換和實(shí)時(shí)處理上面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為此，業(yè)界在探索一種被稱為內(nèi)存內(nèi)計(jì)算（In Memory Computing）的方案，IBM方面推出的基于相變存儲(chǔ)（PCM）的內(nèi)存方案則是其中的一種。

IBM方面表示，PCM單元的主要優(yōu)勢(shì)在于它可以處理大多數(shù)繁重的數(shù)據(jù)處理，而無需將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺PU或GPU，從而能以較低的能源開銷實(shí)現(xiàn)了更快的處理。從介紹我們得知， IBM的PCM單元將用作CPU加速器，就像Microsoft用來加速Bing并增強(qiáng)其機(jī)器學(xué)習(xí)能力的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）芯片一樣。

據(jù)IBM稱，其研究表明，在某些條件下，其PCM芯片可以以模擬方式運(yùn)行以執(zhí)行計(jì)算任務(wù)，并具有與四位FPGA存儲(chǔ)器芯片相當(dāng)?shù)木龋芎膮s降低了80倍。

但我們也應(yīng)該清晰認(rèn)識(shí)到，模擬PCM硬件的不足之處在于，它不能用于高精度計(jì)算。幸運(yùn)的是數(shù)字CPU和GPU都可以使用，IBM認(rèn)為混合架構(gòu)可以達(dá)到平衡，從而提供更快的性能，更高的效率和精度。而該設(shè)計(jì)會(huì)將大部分處理留給內(nèi)存，然后將較輕的負(fù)載移交給CPU進(jìn)行一系列精度校正.

而在2017年，IBM科學(xué)家展示了用于人工智能應(yīng)用的存內(nèi)計(jì)算方案。IBM Research宣布其科學(xué)家已經(jīng)證明，運(yùn)行在一百萬個(gè)相變存儲(chǔ)器（PCM）設(shè)備上的無監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)算法已成功地在未知數(shù)據(jù)流中發(fā)現(xiàn)了時(shí)間相關(guān)性。IBM方面表示，與最先進(jìn)的經(jīng)典計(jì)算機(jī)相比，該原型技術(shù)有望在速度和能源效率方面提高200倍，使其非常適合為超密集，低功耗和大規(guī)模并行計(jì)算系統(tǒng)提供支持AI中的應(yīng)用程序。

據(jù)介紹，研究人員在測(cè)試中使用的是由碲化鍺銻合金制成的PCM設(shè)備，該設(shè)備堆疊并夾在兩個(gè)電極之間。當(dāng)科學(xué)家向材料施加微小電流時(shí)，他們會(huì)對(duì)其進(jìn)行加熱，從而將其狀態(tài)從非晶態(tài)（具有無序的原子排列）改變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)（具有有序的原子排列）。IBM研究人員已使用結(jié)晶動(dòng)力學(xué)來進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠?jì)算。

從IBM的介紹我們得知，利用硫族化物玻璃的獨(dú)特性能，相變存儲(chǔ)怒可以顧名思義地改變其狀態(tài)。硫?qū)倩锊ＡЬ哂袃蓚€(gè)不同的物理相：高電導(dǎo)的結(jié)晶相和低電導(dǎo)的非晶相。這兩個(gè)階段共存于存儲(chǔ)元件中。PCM元件的電導(dǎo)率可以通過小的電脈沖進(jìn)行增量調(diào)制，這將改變?cè)械姆蔷^(qū)。

然后，總電阻由非晶區(qū)的大小確定，原子排列用于編碼信息。IBM指出：“因此，它不是像數(shù)字世界那樣記錄0或1，而是將狀態(tài)記錄為兩者之間值的連續(xù)體——模擬世界。” IBM指出。

但I(xiàn)BM方面強(qiáng)調(diào)，由于其低功耗要求，高能效和高可靠性，模擬技術(shù)非常適合邊緣AI。模擬加速器它將推動(dòng)AI硬件加速的發(fā)展路線圖超越常規(guī)數(shù)字方法的范圍。但是，盡管數(shù)字AI硬件正在爭(zhēng)相降低精度，但迄今為止，模擬一直受到其相對(duì)較低的固有精度的限制，從而影響了模型精度。為此開發(fā)了一種新技術(shù)來對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，從而為模擬芯片實(shí)現(xiàn)了最高的精度。

據(jù)介紹，他們是通過一種稱為Proj-PCM的新穎方法提高了PCM存儲(chǔ)精度和穩(wěn)定性，該方法是在與相變段平行的位置插入一個(gè)非絕緣的投影段。在寫過程中，投影段對(duì)設(shè)備的操作影響最小。然而，在讀取期間，編程狀態(tài)的電導(dǎo)值主要由投影段確定，這明顯不受電導(dǎo)變化的影響。這使得Proj-PCM設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)比以前的PCM設(shè)備更高的精度。

這就是他們?cè)?018年推出的一種基于相變存儲(chǔ)器（PCM）的8位“模擬”芯片的新設(shè)計(jì)。

據(jù)了解，盒子中的存儲(chǔ)材料的電導(dǎo)隨其物理狀態(tài)而變化，可以使用電脈沖進(jìn)行修改。這就是PCM能夠執(zhí)行計(jì)算的方式。因?yàn)闋顟B(tài)可以是0到1之間連續(xù)區(qū)域的任何位置，所以將其視為模擬值的原因之一。

但我們同時(shí)也應(yīng)該看到，相變存儲(chǔ)器（PCM）等新興技術(shù)的使用仍然帶來重大挑戰(zhàn)。他們很容易受到噪聲，電阻漂移，響應(yīng)于電刺激的非對(duì)稱和非線性電導(dǎo)率變化的影響以及可靠性問題。為了解決這些問題，來自Almaden，Yorktown Heights，東京和蘇黎世的實(shí)驗(yàn)室的IBM研究人員開發(fā)了新設(shè)備，新算法、體系結(jié)構(gòu)解決方案，新穎的模型訓(xùn)練技術(shù)以及完整的定制設(shè)計(jì)。

世界上最小的DRAM單元

據(jù)IBM介紹，由于其出色的存儲(chǔ)密度和低成本，DRAM通常可以實(shí)現(xiàn)主存儲(chǔ)器的功能。DRAM的高存儲(chǔ)密度源于其架構(gòu)的簡(jiǎn)單性。DRAM的存儲(chǔ)單元也只是由MOSFET晶體管和電容器組成。

盡管DRAM是計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器，但通常不集成在CPU芯片上，而是作為一個(gè)與高速總線連接的獨(dú)立芯片而存在。而我們通常用SRAM來制作CPU芯片上的內(nèi)存（通常稱為高速緩存）。SRAM不需要電容器，并且有比DRAM更高的速度運(yùn)行。SRAM的缺點(diǎn)則是存儲(chǔ)密度較低。然而，用于CPU處理和電容器形成的制造技術(shù)已經(jīng)變得非常專業(yè)。那就意味著在CPU芯片上嵌入DRAM已經(jīng)沒有了吸引力。

IBM表示，過去的二十年中，人們一直在嘗試擺脫電容器，從而進(jìn)一步減少DRAM單元的面積和制造成本。而為了進(jìn)一步縮小尺寸，拆掉電容器幾乎已成為當(dāng)務(wù)之急。這就要求做到在不減少可存儲(chǔ)電荷量的情況下，縮小cell的橫向尺寸，那就留出了一條可供制造的途徑，即：使電容器“藏”得更深。

但I(xiàn)BM指出，從長遠(yuǎn)來看，這是一個(gè)瓶頸，這不僅是由于幾何（geometrical）約束，而且還因?yàn)椤翱住保╳ell）頂部的電荷積累使使用整個(gè)存儲(chǔ)容量更具挑戰(zhàn)性。而將電荷存儲(chǔ)在晶體管主體中已被認(rèn)為是進(jìn)一步縮小尺寸的最佳策略。研發(fā)人員已經(jīng)使用硅對(duì)無電容器DRAM cell的不同變體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。但是很少有人關(guān)注基于替代半導(dǎo)體材料的類似概念。在2019年的《自然電子雜志上》，IBM展示了有史以來最小的無電容器DRAM，其存儲(chǔ)單元長度只有14納米。

這是一個(gè)單晶體管，無電容器的DRAM cell，它使用晶體管主體作為一種電容器，其中的電荷（在這種情況下為空穴）被臨時(shí)存儲(chǔ)在其中。電子空穴從晶體管主體的注入和抽出使得能夠調(diào)節(jié)晶體管的靜電行為，從而導(dǎo)致兩個(gè)不同的電流水平。像InGaAs這樣的III-V材料通常具有比硅更小的帶隙，而硅原則上具有在低得多的電壓下工作的潛在優(yōu)勢(shì)。反過來，這轉(zhuǎn)化為可能更低的功耗。

IBM方便表示，他們已經(jīng)證明了無電容器MSDRAM cell的柵極長度為14納米的可行性。通過使用晶體管本體來存儲(chǔ)電子空穴數(shù)量，我們能夠獲得對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制狀態(tài)0和1的兩個(gè)不同的電流電平。而該存儲(chǔ)器概念的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)證實(shí)了TCAD仿真獲得的結(jié)果。

與基于硅的實(shí)現(xiàn)相比，IBM使用InGaAs的新穎概念為實(shí)現(xiàn)DRAM存儲(chǔ)器的積極小型化提供了一條有希望的途徑，同時(shí)還降低了功耗。從有關(guān)性能指標(biāo)（例如保留時(shí)間）的這一概念進(jìn)一步改進(jìn)的潛力，而IBM艱辛存在可行的策略來實(shí)現(xiàn)這些改進(jìn)。

其實(shí)以上技術(shù)只是IBM研究項(xiàng)目的冰上一角，在IBM Research的博客上，他們還介紹了他們利用晶體半導(dǎo)體磷化鎵制成高性能光子器件的發(fā)展。他們表示，這項(xiàng)工作代表了在芯片上集成半導(dǎo)體材料的光處理方面的突破，打開了可能對(duì)信息技術(shù)和計(jì)算的未來產(chǎn)生重大影響的眾多應(yīng)用之門。其他如量子計(jì)算機(jī)、為深度學(xué)習(xí)加速器而提出的一種稱為電化學(xué)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或ECRAM的創(chuàng)新性非易失性存儲(chǔ)器和首款可在室溫下工作的可級(jí)聯(lián)全光晶體管等都是IBM研究人員在探索的未來。

相信在這些研究人員的努力下，整個(gè)產(chǎn)業(yè)會(huì)在瓶頸限制下找到一條新的出路。

本站僅提供存儲(chǔ)服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請(qǐng)點(diǎn)擊舉報(bào)。

中文字幕理论片,69视频免费在线观看,亚洲成人app,国产1级毛片,刘涛最大尺度戏视频,欧美亚洲美女视频,2021韩国美女仙女屋vip视频