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不止处理器完胜 台奈米论文也领先

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【大纪元12月22日报导】(中央社台北22日电)苹果iPhone 6s 和6sPlus首度由台积电和三星两家厂商代工苹果的处理器A9,网友实测台积电生产的处理器完胜,不仅速度快较省电,原因就在制程的优越性,连论文发表都领先。

在2015年底举行的全球最重要的顶尖电子元件国际会议“国际电子元件会议”(International ElectronDevices Meeting, IEDM)中,比利时IMEC(20篇)、美国IBM(10篇)、台积电(7篇),国研院奈米元件实验室(6篇)论文,以及美国Intel(5篇)等单位,同列今年度的发表数领先团队。

其中,成立至今20余年的国家实验研究院奈米元件实验室以“奈米级菱形锗高速通道技术”、“原子级二硫化钼二维通道技术”等两项次5奈米世代前瞻元件技术研发为主的6篇论文中的两篇更获选为大会的焦点论文。

研究员陈旻政表示,手机上的处理器只有姆指大小,却要放上10亿颗的电晶体,根据摩尔定律,积体电路(IC)上可容纳的电晶体数目,每18至24个月会增加一倍,电晶体会不断缩小,电晶体中的电流通道宽度也必须持续变窄。

全世界最先进的IC量产技术,是生产电流通道宽度仅14奈米的IC,而在实验室中,则已经在研究电流通道宽度仅5奈米的IC。然而这已逼近硅材料的物理极限,将导致摩尔定律无法延续。

他说,缩小电晶体的目的在于让电流的行进通道缩短,减少电流传输所需时间,也减少电流传输过程中消耗的能量;就像都更一样,要想办法在一定的面积里放上更多的电晶体,还要更具效率及省电。

奈米元件实验室蚀刻出的“奈米级菱形锗通道结构”,可将鳍式电晶体三个面向的电流通道,拓展为最多四个高速传输面向,并在制程中去除掉通道介面的缺陷,降低元件操作时可能产生的电能量损耗,可使电流传输速度提高一倍,大幅提升电晶体特性。

另外,国研院奈米元件实验室创世界之先,将厚度仅4奈米(6层二硫化钼分子)的二维二硫化钼与鳍式电晶体结构整合,开发出全球第一颗二维二硫化钼通道的鳍式电晶体元件,搭配特殊的背闸极设计,以“双闸极”减少漏电流情形,可使用电量减少一半。

陈旻政举例,石子路改铺柏油可让车子跑得更快,但如果铺上PU材质就可快慢控制自如,效能更佳。漏电流问题解决等于本来要两天充电一次的可改成四天才充电,且可解决Android系统手机充电或使用过长会过热的问题。

他说,实验室领先全球的相关研究突破,可望为台湾产学研界在后硅时代前瞻元件研发服务平台奠定重要基础,且台湾的硕博士级高阶技术人力,可先行在实验室学习,缩短进入业界的适应时间,维系台湾半导体产业的竞争力。

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