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2020/07/28

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【上海国际电力元件展览会】摩尔定律依旧有效?IMEC发表对未来十年半导体产业五大预测

上海国际电力元件、可再生能源管理展览会新展期定于2020年11月16-18日在上海世博展览馆举行,邀您关注今日上海国际电力元件展览会新资讯:

        日前,Imec(比利时微电子中心)高级副总裁Sri Samavedam发表了对于未来十年半导体产业的五个预测。

        趋势一:摩尔定律将继续持续8到10年

        在接下来的8到10年里,CMOS晶体管的密度提升大体上将继续遵循摩尔定律,这主要是靠EUV设备及引入新的设备架构来实现。除了EUV光刻技术的进步之外,如果没有前端制程(FEOL)设备架构的创新,摩尔定律仍就无法延续。当前,FinFET是主流的晶体管结构,最先进节点中6T标准单元里的所有晶体管仅能使用两个Fin,在如何维持单位面积性能不变下,FinFET晶体管尺寸的量化一直是个挑战。

        Imec认为,随着工艺微缩至5nm节点,FinFET架构可能不再是主流,在IEEE国际电子器件会议上,Imec介绍了Nanosheet晶体管,它可以提供出色的沟道控制功能,同时又增加了有限的工艺复杂性。当配合定标助推器时,具有5T轨道高度的标准单元将触手可及。

        趋势2:额定功率下的逻辑性能提升将会减慢

        在上述条件下,Imec希望晶体管密度提升能够继续遵循戈登·摩尔规划好的路径,但在额定功率下,节点到节点的性能改进会因为无法扩展供给电压而减慢。世界各地的研究人员都在寻找方法来弥补这种减速,并进一步提高芯片的性能。而由于电力分配的改善,埋入式电源轨或许有望为其提供系统级的性能提升。

        趋势3:3D技术使更多的异构集成成为可能

        在工业领域,越来越多的系统构建是通过利用2.5D或3D连接的异构集成。这不仅能有助于解决内存问题,同时也能让受形状因素约束的系统扩展功能,提高大型芯片系统产量。英特尔的Lakefield以及AMD的7nm Epyc CPU都是代表性产品。

        由于SoCs变得越来越异质化,一个芯片上的不同功能(逻辑、内存、I/O接口、模拟…)不再需要由单一的CMOS技术实现。对不同的子系统采用不同的工艺技术来优化设计成本和产量可能是一种更有效的办法。这种演变也可以满足更多芯片多样化和定制化的需求。

        趋势4:NAND和DRAM会持续发展;非易失性存储器正在兴起

        Imec预测相较于平缓的2020年,2021年后,内存市场将迎来新一轮增长,非易失性内存市场预计将以50%的复合年增长率扩张,这主要是受嵌入式磁随机存取存储器(MRAM)和独立相变内存(PCM)的需求推动。

        NAND存储能力将持续按比例递增,在未来几年内也不需要发生颠覆性的架构变化。而对于DRAM,存储单元提升速度将减慢,需要借助EUV技术提高图案化精度。此前三星已经宣布将于明年全面在第四代10纳米级DRAM(D1a)中部署EUV技术。

        趋势5:边缘人工智能

        ImecI预计边缘智能在未来五年内将实现100%以上的增长,会成为芯片行业最大的趋势之一。与基于云的AI不同,边缘AI中的推理功能是以本地方式嵌入在位于网络边缘的IoT端点(如手机和智能扬声器)上。物联网设备会与一个相对靠近的边缘服务器进行无线通信,由这个服务器决定要将哪些数据发送到云服务器(通常是时间敏感性较低的任务所需的数据,如再培训),以及需要在边缘服务器上处理哪些数据。

        同云人工智能相比,边缘AI更容易解决隐私问题,它的响应速度也更快,同时还能减少云服务器工作负载。

        当前商用的边缘AI芯片通常是利用高速GPU或或ASIC进行计算,在1W功耗下,处理器能进行1-100万亿次操作。而Imec的目标是将这个数字提高到10000。

文章来源:OFweek电子工程网


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