但结合这些年来的不间断研究以及技术进步,李青松决定,绕过28纳米芯片,直接去研究更下一代的,2o纳米制程的芯片!
一旦2o纳米芯片研成功,单枚芯片晶体管数量将会从约1o亿个,直接暴涨提升到4o亿个。
单枚芯片的综合性能也将提升约6o%到1oo%之间。
但这不是最重要的,最重要的是,更高制程的芯片,可以适配更先进的并行算法以及配套硬件,单台算里,李青松可以使用更多枚芯片并行运算,一台算的算力大约可以在现有基础上提升4o倍!
前景如此美好,但直接从45纳米提升到2o纳米,绕过28纳米,显然意味着巨大的障碍和极高的难度。
计算科技研究基地里,李青松再度抽调了众多克隆体,在原有研究基础上,一同开始了对更先进芯片的研究之中。
短时间的预研之后,自己所需要攻克的技术难点分成了几个大类,呈现在了李青松面前。
“先,我现在使用的深紫外光源波长太长,分辨率已经到达了极限,衍射效应导致图案模糊,不能刻写更小的晶体管结构。
其次,传统的晶体管在这个尺寸下,短沟道效应明显,功耗和性能难以控制啊。
还有,传统的硅栅极介质物理特性不能满足要求,这个也要改进……”
李青松将克隆体们分成了几个大的团队,分别对各个方面的难题展开攻关。
日夜不休的研究之中,先是光源出现了突破。
李青松开出了波长更短的极紫外光源,将光的波长缩短到了仅有约13。5纳米,由此大大提升了分辨率。
除此之外,李青松还改变了之前的工艺,将之前的单次曝光,改为了多重曝光,便能通过增加工艺流程的方式,实现了加工精度的极大提升。
在这之后,李青松还找到了性能更好的材料,使用金属栅极代替二氧化硅栅极,再次实现了技术突破。
此刻已经是半年时间过去。其余大部分技术难题都被李青松攻克,唯有最难,也是最为重要的一个技术障碍仍旧横亘在李青松面前。
短沟道效应。
当晶体管的长度缩短到一定幅度之下后,电场分布和载流子行为会因为物理规律而生一定的改变,而这会导致晶体管的阈值电压下降、漏致势垒降低等等一系列的问题,进而严重影响芯片性能和可靠性。
为了解决这个问题,李青松已经尝试了上千种方案,包括优化晶体管分布于设计、提升材料性能、改进生产工艺等等,但最终被证明全部无效。
“别的问题都解决了,就这个问题解决不了,这真是……”
李青松叹了口气。
此刻,2o纳米芯片研究所消耗的时间和资源已经出了预期,已经影响到了李青松的整体科研计划。
但没有办法,半途而废是不可能的。2o纳米芯片对李青松来说太过重要,不仅战斗aI要用,其余的aI,包括工厂智能化设备、飞船智能化控制,甚至于基础物理学和数学、化学、工程学方面的研究,全都离不开更大算力的算。
这一天,李青松仍旧控制着数万名克隆体展开相关实验,并额外调动了数千份脑力专门对这个问题展开思考。
便在这种情况下,一个念头忽然间从某个克隆体的脑部生成,传递到了李青松的意识之中。
“既然平面晶体管会导致短沟道效应,那么……能不能把晶体管从二维结构改成三维?”