Intel有12种“黑科技”应对后CMOS时代：电压远低于0.5V

自从14nm节点开始，Intel在传统CMOS半导体工艺升级上的步伐就慢下来了，Tick-Tock战略名存实亡，还被TSMC、三星两家赶超、奚落，甚至连市值都被TSMC超越了，以致于Intel为了挽回面子都想法推动新的半导体工艺命名规则了。传统CMOS工艺很可能在2024年终结，对此Intel也不是没有准备，最近他们公布了后CMOS时代的一些技术思路，Intel的目标是在保持现有晶圆工厂的情况下制造功耗更低的产品，电压可以低至0.5V，这在目前的晶体管下是不可能的。

根据EETimes的报道，在上个月的ISPD 2017（国际物理设计研讨会）上，Intel技术制造部门的高级研究员Ian Young介绍了Intel对未来半导体工艺的一些探索，他们的终极目标是希望在使用当前工厂的情况下降低计算过程每一步的功耗。

说得简单点就是Intel未来会进一步降低计算中的功耗，而且是涉及到每个计算过程，但所有的前提就是兼容现在的半导体工厂——考虑到Intel每代工艺投资都是数十亿甚至上百亿美元，兼容现在的工厂也是非常正常的需求，这不仅是Intel的希望，整个半导体行业也没谁愿意放弃现有设备从零开始使用全新的生产技术。

根据Ian Young所说，Intel希望将电源电压降至远低于0.5V的水平，但是传统的CMOS工艺下MOSFET每10年才能降低60mW是不可能实现这个目标的。此外，无论使用什么技术，都需要跟现有的CMOS共存，因为部分时钟频率、I/O模拟电路还是需要CMOS晶体管的。

对于后CMOS时代的技术路线，Ian Young称Intel至少有12种设想可以实现明显降低电压的情况下兼容现有半导体工厂，包括电子自旋、磁自旋、Orbitronic、铁电（Ferroelectric）等等新技术新材料。根据Inel所说，他们已经测试了后CMOS时代逻辑电路各个操作的延迟及能量，了解了他们是如何运行的，建立了行为模型，理解了是如何实现比CMOS低得多的电压等等问题。

在应对未来的集成电路发展上，应该没人质疑Intel是有强大的技术实力的（还有一个是IBM），不过话说回来，CMOS时代终结还有较长时间，Intel现在提到的10多种黑科技其实离工业化量产还有段距离，很多技术还是探索阶段，下图中让普通人的物理老师都头大的科技依然要等很久才能真正发挥作用。