IMEC公布亚1nm晶体管路线图 3D堆叠的CMOS 2.0计划

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IMEC成立于1984年，目前是欧洲领先的独立研究中心，研究方向主要集中在微电子，纳米技术，辅助设计方法，以及信息通讯系统技术（ICT）。近日，IMEC就发布了其1nm以下工艺的路线图，分享了对应的晶体管架构研究和开发计划。

据TomsHardware报道，IMEC的工艺路线图显示，FinFET晶体管将在3nm走到尽头，然后过渡到新的Gate All Around（GAA），预计2024年进入大批量生产，之后还会有FSFET和CFET等。A代表的是埃米，10A等于1nm。



随着时间的推移，迁移到更小的制程节点会变得越来越昂贵，原有的单芯片设计方法已经让位给小芯片设计，意思是将芯片的各种功能分解成各种小芯片，然后再连接到一起作为整体运行。IMEC对CMOS 2.0范式的愿景包括将芯片分解成更小的部分，将缓存和存储器分成具有不同晶体管的单元，然后以3D排列堆叠在其他芯片功能之上。这种方法还将严重依赖后端供电网络（BPDN），会将所有供电改到晶体管的背面。



通过系统技术协同优化（STCO）重新思考设计过程，对系统和目标应用的需求进行建模，然后利用这些知识为创建芯片的设计决策提供信息。在这个过程中，会将芯片拆分为单独单元，以使用不同类型的晶体管来优化每个单元所需的性能特征，从而降低成本。其目标之一是将缓存/内存拆分到它们自己独特的3D堆叠设计层，从而降低芯片堆栈的复杂性。



CMOS 2.0是通往真正3D芯片的道路，目前AMD利用3D V-Cache技术将L3缓存堆叠在计算芯片顶部以增大容量，IMEC设想的是整个缓存层次包含在自己的层中，L1、L2和L3缓存垂直堆叠在构成处理核心的晶体管之上。每一层缓存都将用最适合该任务的晶体管来创建，由于SRAM的缩放已大幅减缓，这意味着可以让SRAM有可能使用旧的制程节点来降低成本，理想情况下3D堆叠还可以帮助缓解与大型缓存相关的延迟问题。

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