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王文汉解读英特尔与晶体管60年

王朝other·作者佚名  2008-05-21
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今天很高兴可以跟各位谈一谈晶体管六十周年,这是人类历史上非常重要的一件事情,过去那个世纪最重要的发明之一就是晶体管。在晶体管生日这天,美国纽约时代广场有一个大的LOGO挂出来庆祝。

英特尔首席执行官欧德宁说如果晶体管的大小还是停留在1971年那么大的话,英特尔今天最先进的处理器就像他身后站的那个那么大,而那么大的一块芯片是没有办法卖的。

我第一次做集成电路设计的时候是2500纳米,那时候是非常先进的了,而现在已经是45纳米了。我还没有要退休,在我退休之前可能还会更小。以前是眼睛看得到,现在连显微镜都看不到了。我第一次参加微处理器的设计时有六百万个晶体管,现在我们出来的是八亿两千万个,所以变化很大,这个产业进步非常快。

晶体管发明六十年来有很多亮点,有一些很重要的里程碑,很多人都觉得它是最大的发明。晶体管做出来的微处理器应用在各个行业的各种设备和器件中。

1947年的时候,有了最早的晶体管,本身这个晶体管就是开关,在计算机中实现信息的处理。现在晶体管已经小到肉眼看不到了,目前全世界最小的晶体管是45纳米,在这方面我们投入了很大的财力和物力,将来我们还会不断的往前走。

回顾一下计算机发展的历史。1946年,全世界第一台计算机ENIAC用了一万八千个真空管,真空管也是开关,这个开关很大也很脆弱。它的占地面积是1615平方英尺,高8.2英尺,几年以后用晶体管做的全球第一个微处理器包含了2300个晶体管,那时候是十个微米,就是一万纳米的工艺来做,主频是108K,它是那么多部件融入到一个这么小的微处理器。所以这一行的技术变化是非常快的。

但是晶体管的尺寸变化将越来越小。听说每个产业、每个组织、每个集团都需要一个诸葛亮,那我们整个半导体产业的诸葛亮就是摩尔先生。因为他可以看到未来,他在整个产业非常早期的时候,也就是1965年的时候就看到了这个趋势。

那时候集成电路有三个点,从这三个点就可以看到未来几十年整个产业的发展走势,这种预测是非常不简单的。我们知道摩尔定律还会走下去。摩尔先生今年已经快八十岁了,他给整个产业定出了一条规律,越做越大,功能越来越强,晶体管越做越小。

我们同时要把它的耗能降低,原来那么庞大的一个计算机耗电是非常多的。所以当时有些学生做博士论文,他的工作不是看算法、做工具,而是很多时候都是要照顾那个电风扇,确保晶体管不要被烧掉。所以那时候耗能是非常大的。

地球只有一个,所以我们要节能降耗减排,要通过摩尔定律把微处理器的耗能减低。现在平均一个酷睿处理器的耗能只有1.1瓦特。电视200W、立体声系统30W、笔记本电脑50W,以后晶体管在人类工作、教育、娱乐、医疗的作用都非常大的。

其实,摩尔定律在晶体管变得越来越小时遇到了一个很大的障碍,就是漏电的问题,90纳米的时候它有五个原子的厚度,到65纳米还是5个原子,为什么?没有办法做得再薄了,因为它漏电。

我们现在要节约能源,如果漏电的话它的性能就会受影响,所以从90纳米到65纳米就有一个瓶颈。晶体管到50多岁的时候就老化了,我们把它返老还童,就需要把二氧化硅转换成新的材料。

英特尔经过很多投入,专家精英工作经过多年的研究找到了一个新材料,这个材料可以厚一点但不会漏电,这样开关还可以有空间逐渐变薄,所以老化现象现在就好象用雷射技术把皱纹去掉了,黑斑没有了,一个老人变成一个青年人一样,晶体管一下子变年轻了,靠的就是High—K和金属栅极(Metal Gate),这是晶体管技术一个最大的突破。所以晶体管六十周年也是重新焕发了青春。

有了晶体管我们就可以做很好的处理器,因为漏单率减少了十倍,功能又提升了很多,所以摩尔定律可以继续再往前走,有了这个技术我们就可以做到最好的处理器,做最好的产品推到市场上。我们还做到了更加环保,卤素全部被处理掉。现在还实现了量产,有16款全新的处理器,3款全新的服务器平台,让人类能够享受到新的晶体管带来的好处。

但是我们不是说45纳米就结束了,我们每两年就有一个新的技术,到2009年的时候就会推出32纳米,2011年的时候就是22纳米。目前还是两年一个周期。

我们计算器微处理器的架构也是两年一个周期,即Tick Tock模式。我们以新的架构制造非常成熟的制程,这个制程非常成熟以后,我们来做一个新的架构,这样每年我们的用户都可以享受到最新、最进步、最好的产品,高功能,又省电。TICK是新的制程,Tock是新的架构。

从2007年到2008年,Penryn是在45纳米上做的,是一个比较成熟的架构,明年有一个Nehalem,一个全新的微处理器架构,上面有非常多的革命性创新。明年45纳米已经非常成熟了,完全可以承担新的架构。所以摩尔定律不断往前走,我们每一年都持续的保持技术上领先,推出更好的产品。

未来是非常美好的。这个产业虽然只有60年的历史,可是这60年非常的精彩。我们只看到前端,最美好的一面我们还没有看到,因为它正在发生。现在计算机能够非常强,生活离不开它、娱乐离不开它、工作也离不开它,将来它会更美好。它可以成为人类聪明的帮手,越来越聪明,可以听得懂你讲什么话、可以感觉到我们想什么、预测到我们要什么,慢慢的人跟机器越来越结合。

以前有一个产业叫做人工智慧,六七十年代非常红,那时候很多功能还没有办法实现,而今天很多都实现了。所以现在计算机越来越聪明,这就可以让我们的生活过的更好、工作的更好,让我们的社会更和谐、更美好。将来这个世界,晶体管再发展60年的话,那不得了,整个世界将是一个非常美好的世界。大家拭目以待迎接美好的未来,在此之际祝福晶体管生日快乐。

 
 
 
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