替代昂贵的3D工艺 SuVolta提供新选择

    曾有研究显示，在不降低性能不增加生产成本的情况下，改变晶体管制造的传统方法可以减少其功耗约50%。

    当英特尔和它的竞争对手热衷于为计算机芯片的晶体管做根本性重新设计的投资时，一家名为SuVolta的公司却展示了一个低成本的可行方案，即Deeply Depleted Channel™ (DDC - 深度耗尽通道)技术。

    SuVolta发布测试结果展示其Deeply Depleted Channel™ (DDC - 深度耗尽通道)技术在效能和功耗方面的优势。DDC允许芯片不同区域的电流大小不同，而采用DDC技术的晶体管可以减少阈值电压变化，从而使芯片电路有继续缩减的空间。通过提高通道的载流子迁移率，能够增加至少10%的驱动电流。另外，DDC的晶体管能够大幅增加基底系数，从而通过基底偏压来实现更加有效的阈值电压管理。采用DDC技术的晶体管允许多电压设置，这点满足了现今低功耗产品对晶体管的要求。SuVolta的技术基于平面基体CMOS，使得半导体供应商和制造商能够继续使用他们已有的设计和IP流程，从而节省设备和设计改变所带来的天价成本。

    目前SuVolta公司主要把发展聚焦在处理器和用于计算的其他芯片。但SuVolta说这个技术也可以应用在部分DRAM上，广泛应用于电脑的内存芯片。

    相比之下，英特尔已经决定走不同于平面基体CMOS的道路，推出了商业化的FinFET（鳍式场效晶体管），是三维晶体管，其形状像鱼鳍一样。硅谷公司的主流芯片现在使用这种技术，而主要制造商如三星电子，台积电，GLOBALFOUNDRIES已经开始计划推出自己的FinFET晶体管。硅谷一家市场调研公司预测，估计在未来几年一旦发展到大批量生产的阶段，每个使用14 to到16 纳米或十亿分之一米的FinFET电路的处理器晶片的成本不到4200美元。相比之下，一个晶圆成品使用今天的28纳米技术的成本接近2300美元，IBS的估计。

    由于FinFET电路的高成本，一些公司正在与SuVolta合作以从他们现有的生产线之外争取更多的利益也就不奇怪了。

    早在2011年，富士通公司就在国际电子器件会议(IEDM)上宣布，他们利用 SuVolta公司的DDC技术，在不影响性能的情况下实现了芯片功耗减少50%。如果再加上其它相关节能技术，该技术将可能使芯片功耗减少80%。并且成功地展示了在 0.425V 超低电压下（只有上一代的一半），SRAM（静态随机存储）模块可以正常运行。

    如今，最新公布的测试结果显示，DDC晶体管使富士通65nm的ARM Cortex-M0内核的功耗减少了一半。目前应用DDC技术的ARM处理器主要为65nm工艺，富士通基于DDC技术的生产将为55nm工艺。“现在富士通正在订制芯片样品，他们想在今年晚些时候真正投产芯片，” Kidd说，他不愿意透露投产芯片的具体时间。”

    而就在最近，联华电子也宣布与SuVolta 联合开发28纳米低功耗工艺技术，该项工艺将SuVolta的DDC技术集成到联华电子的28纳米High-K/Metal Gate(HKMG)高效能移动(HPM)工艺。联华电子先进技术开发部副总裁游萃蓉表示：“在接下来的几周或者几个月，我们期待看到联华电子与SuVolta联合开发的技术有良好的结果，从而进一步验证DDC技术为我们的28纳米 HKMG工艺带来的功耗与效能优势。通过将SuVolta的先进技术引进到我们的HKMG工艺上，联华电子将提供28纳米移动计算工艺平台，以完善我们现有的Poly-SiON及HKMG技术。”

    功耗问题一直是集成电路发展的头号难题，SuVolta公司的DDC技术正在凭借其低成本，高可行性的优势崭露头角并逐步占领市场，给半导体行业带来新的生机与活力。