IBM和三星新芯片设计大幅降低能耗的原因是什么？垂直堆叠晶体管设计!

现在的芯片领域，摩尔定律似乎有所停滞，不过各大芯片巨头在芯片设计和封装等方面在积极研发新的技术。据报道IBM和三星研发出了一种在芯片上垂直堆叠晶体管的新设计。能够大幅降低能耗，幅度达到85%。

在之前的设计中，晶体管是被平放在半导体表面上的。新的垂直传输场效应晶体管(VTFET)设计旨在取代当前用于当今一些最先进芯片的FinFET技术，并能够让芯片上的晶体管分布更加密集。

这样的布局将让电流在晶体管堆叠中上下流动，而在目前大多数芯片上使用的设计中，电流则是水平流动的。

半导体的垂直设计开始已久，并从现在通用的FinFET技术中获得了一定的灵感。据悉，尽管其最初的工作重点是芯片组件的堆叠而不是优化晶体管的排布，英特尔未来将主要朝着这个方向进行开发与设计。

当然这也有据可循：当平面空间已经更难让晶体管进行堆叠时，唯一真正的方向（除了物理缩小晶体管技术）是向上。

虽然我们距离实际消费类芯片中使用VTFET设计还有很长的路要走，但英特尔和三星两家公司正强势发声。他们指出VTFET芯片可以让设备“性能提高两倍或能源使用减少85%”。

IBM和三星还雄心勃勃地提出了一些大胆的想法，比如“手机充一次电用一周”。这能让能源密集型的产业能耗大幅降低，比如数据加密；同时，这项技术甚至也可以为更强大的物联网设备甚至航天器赋能。

IBM此前曾在今年早些时候展示过它的首款2nm芯片。该芯片采用了与之前不同的方式来填充更多晶体管，方法是使用现有的FinFET设计扩大可以安装在芯片上的数量。

然而，VTFET技术则是更进一步，尽管距离我们看到使用这项技术的芯片面世还有很长一段时间。

然而IBM也不是唯一一家展望未来生产的公司。英特尔在今年夏天公布了其即将推出的RibbonFET（英特尔首款全环栅晶体管）设计，这是其在FinFET技术上获得的专利。

这项技术将成为英特尔20A代半导体产品的一部分，而20A代芯片则计划于2024年开始量产。

最近，IBM还宣布了自己的堆叠晶体管技术计划，并将其作为RibbonFET未来的次世代产品。

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