英飞凌集成多栅极场效晶体管技术大大改善能效 - 半导体器件（产品通报）－全球企业门户

英飞凌（Infineon Technologies AG ）研究人员6月22日在日本公布了新型晶体管架构的详细信息，该技术将为生产体积更小、功能更强大的电子器件和电路消除障碍。这种多栅极场效晶体管技术是英飞凌能效业绩目标的一部分。

与当前的65nm晶体管相比，集成多栅极场效晶体管可将关断电流减小10倍以上，并将晶体管开关耗电减少50％。英飞凌的研究人员第一次将具有高介电常数栅极电介质和金属栅的多栅极场效晶体管集成到具有创纪录开关速度、泄漏功率和开关功效的高度复杂数字电路中。在日本京都举行的国际半导体技术大会——VLSI技术研讨会上，共提交论文90多篇，而英飞凌的论文受到了来自全球的700多位研究人员的高度评价，为欧洲尖端技术赢得了殊荣。

高集成电路生产商常常需要将数百万个元件集成到一个针尖大小的空间中，因而面临着许多挑战：它们需要将多种功能压缩到一个产品中，同时还要尽可能地保持其外观小巧和低功耗。然而，从技术角度来说，这些目标彼此相互冲突：更小的晶体管和更高的操作频率需要更多的能耗，这意味着当电路处于停用和待机模式时，泄漏功耗更高，当电路处于工作模式时，开关或工作电耗更高。在日本，英飞凌研究人员为与会人员介绍了克服这些难题的解决方案。

与目前普遍使用的二维平面标准技术不同，多栅极场效晶体管为三维形式。英飞凌首次在复杂的数字电路上完成了采用65nm技术的新型晶体管架构的测试，这种复杂数字电路具有超过23,000个晶体管，融合了当前高级集成电路使用的所有重要元件和SRAM。新架构测得的最短开关时间为13.9皮秒，比以前减少了40%，创造了新纪录。即使是光在这样短的时间内，也只能走4毫米的路程。

英飞凌管理委员会成员兼通信解决方案业务部负责人Hermann Eul博士评论说：“我们测得的静态电流比当今的集成电路低10倍。这将使移动设备的能效和电池寿命提高两倍。这使我们坚信，多栅极场效晶体管与我们领先的应用专业知识和技术的结合，将带来高成本效益的解决方案、低功耗应用，并大大延长移动设备的电池寿命。并且，这种新型架构将使用户能够在便携设备上长时间地观看视频节目。”

游戏和视频这样的动态多媒体需要较高的处理速度，这使它们大大加快能耗速度。有时候，电池的电能在不到一个小时的时间内就被耗尽，使用户颇为失望。如果环境温度快速上升，当前手机的待机能耗将增加三倍——比如把手机放在车内支架上。英飞凌的新型架构可防止出现这种现象，并大幅度提高能效。在工作模式下电池的使用时间是以前的两倍，待机模式下，数字基带处理器的耗电降低了10倍。

英飞凌已经采用新的方法确保晶体管开关的可靠性和将电耗降低至最低水平：标准晶体管在过去50年中一直是平面式，目前已经被设计为三维形式。晶体管的栅极多面（多栅极）包围带电硅通道，使接触面增加了一倍，从而能够更高效地关断晶体管。

英飞凌将继续探索这种新型制程技术，以便为未来32nm工艺量产奠定基础，英飞凌还将通过参与欧洲最大的电子半导体研究中心IMEC（比利时校际微电子研究中心）的核心合作伙伴项目，继续进行该项技术的研究。

（完）