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现在，制造先进芯片离不开晶体管，其焦点在于垂直型栅极硅，原理是当装备开关开启时，电流就会通过该部位，然后让晶体管运转起来。但业界的共识以为，这种设计不可能永远用下去，一招包打天下，总会到了终结的那天。IBM 就最先着手探索新的设计，并把它命名为 Nanosheets，可能会在未来几年投入使用。而高通则似乎有着差别的想法。
团结芯片制造行业的大佬 Applied Meterials、Synopsys，高通针对 5 种下一代手艺的设计候选方案进行了模拟与剖析，探讨的焦点问题是，自力晶体管和完整的逻辑门（包罗自力晶体管在内）的性能显示有何差别。
效果发现，最后的 “赢家” 并非这 5 个候选方案中的任何一个，而是一款由高通工程师新设计的方案，叫做 NanoRings。
“装备工程师或工艺工程师，只是对某些异常有限的特征进行了优化”，高通公司首席工程师 S.C.Song 注释说。举例而言，在装备这一维度上，重点在于晶体管的栅极能很好地控制电流通过它的通道。然而，当转变成完整的逻辑门而不是单个的晶体管时，其他方面变得加倍主要。值得一提的是，Song 和他的团队发现，装备的寄生电容——在转换过程中由于存在非预期的电容器结构而丢失——是真正的问题。
这就是为什么高通团队选择他们的纳米设计，而不是 IBM 的 Nanosheets。雷锋网领会到，高通将之称为 Nanoslabs。从侧面看， Nanoslabs 看起来像一堆两到三个长方形的硅板，每个平板被一个高 k 介电和一个金属栅极笼罩，栅极电压在硅中发生电场，从而使电流流过。
* Nanoslabs 的晶体管结构笼罩着硅 [粉色]，金属栅极 [蓝色] 与高 k 介电的 [紫色] 绝缘，这种结构导致寄生电容会阻碍性能。
用栅极电极完全笼罩着每个硅板，可以很好地控制电流的流动，但同时也引入了寄生电容，由于硅、绝缘子、金属、绝缘体、硅片之间的结构基本上是一对电容。
雷锋网注意到，Nanorings 通过改变硅的形状来解决这一问题，而且不完全填充金属板之间的清闲。在氢中烘烤装备会使矩形板拉长为椭圆形。这样就把它们之间的空间掐住了，以是只有高 k 介电完全笼罩着它们。金属门不能完全绕着，以是电容就少了。然而，门的电场强度仍然足以抑制电流的流动。
*纳米手艺减少了寄生电容，由于它不能完全填充硅与金属之间的空间。
高通公司工艺手艺团队的副总裁 Chidi Chidambaram 示意，若是要把制程工艺降至 7 纳米及以下，电容缩放是最具挑战性的问题。只管在这一模拟中取得了显著的胜利，但在未来的芯片中，晶体管的问题还远未解决。Song 和他的合作者设计用纳米质料继续测试电路和装备，他们还设计模拟更庞大的电路、系统，直到做出一部完整的手机。
雷锋网领会到，最后测试的效果或许是消费者最体贴——若是智能手机在纳米手艺上运行，那么它将准确计算出智能手机在正常使用一天后的剩余电量。
编译自 IEEE
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