IMEC公布亚1nm晶体管路线图:3D堆叠的CMOS 2.0计划

IMEC成立于1984年,目前是欧洲领先的独立研究中心,研究方向主要集中在微电子,纳米技术,辅助设计方法,以及信息通讯系统技术(ICT)。近日,IMEC就发布了其1nm以下工艺的路线图,分享了对应的晶体管架构研究和开发计划。

据TomsHardware报道,IMEC的工艺路线图显示,FinFET晶体管将在3nm走到尽头,然后过渡到新的Gate All Around(GAA),预计2024年进入大批量生产,之后还会有FSFET和CFET等。A代表的是埃米,10A等于1nm。

随着时间的推移,迁移到更小的制程节点会变得越来越昂贵,原有的单芯片设计方法已经让位给小芯片设计,意思是将芯片的各种功能分解成各种小芯片,然后再连接到一起作为整体运行。IMEC对CMOS 2.0范式的愿景包括将芯片分解成更小的部分,将缓存和存储器分成具有不同晶体管的单元,然后以3D排列堆叠在其他芯片功能之上。这种方法还将严重依赖后端供电网络(BPDN),会将所有供电改到晶体管的背面。

IMEC公布亚1nm晶体管路线图:3D堆叠的CMOS 2.0计划

通过系统技术协同优化(STCO)重新思考设计过程,对系统和目标应用的需求进行建模,然后利用这些知识为创建芯片的设计决策提供信息。在这个过程中,会将芯片拆分为单独单元,以使用不同类型的晶体管来优化每个单元所需的性能特征,从而降低成本。其目标之一是将缓存/内存拆分到它们自己独特的3D堆叠设计层,从而降低芯片堆栈的复杂性。

IMEC公布亚1nm晶体管路线图:3D堆叠的CMOS 2.0计划

CMOS 2.0是通往真正3D芯片的道路,目前AMD利用3D V-Cache技术将L3缓存堆叠在计算芯片顶部以增大容量,IMEC设想的是整个缓存层次包含在自己的层中,L1、L2和L3缓存垂直堆叠在构成处理核心的晶体管之上。每一层缓存都将用最适合该任务的晶体管来创建,由于SRAM的缩放已大幅减缓,这意味着可以让SRAM有可能使用旧的制程节点来降低成本,理想情况下3D堆叠还可以帮助缓解与大型缓存相关的延迟问题。

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