新創(chuàng)公司Unisantis與Imec研究機(jī)構(gòu)聯(lián)手，打造出號(hào)稱(chēng)至今最小的SRAM單元。
0.0205mm2和0.0184mm2的6T-SRAM單元采用由Unisantis開(kāi)發(fā)的垂直gate-all-around (GAA)晶體管，可望成為打造明日先進(jìn)芯片的建構(gòu)模塊。
這項(xiàng)開(kāi)發(fā)工作是Imec年度技術(shù)論壇開(kāi)幕當(dāng)日的少數(shù)幾項(xiàng)新發(fā)布之一。其他新聞還包括透過(guò)藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)更精確的室內(nèi)定位、高密度的芯片實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)以及無(wú)需攝影機(jī)的眼動(dòng)追蹤方法，而這些都是由Imec獨(dú)自開(kāi)發(fā)的成果。
由Unisantis和Imec共同組成的研究團(tuán)隊(duì)使用該新創(chuàng)公司所謂的環(huán)繞閘極晶體管，其最小間距為50奈米(nm)。該設(shè)計(jì)適用于5-nm SRAM，但不適合邏輯單元，因?yàn)樗枰?個(gè)晶體管，才能提供單個(gè)FinFET的性能。
Unisantis的設(shè)計(jì)類(lèi)似于一般被稱(chēng)為垂直奈米線(xiàn)的設(shè)計(jì)，這可說(shuō)是未來(lái)幾年的候選晶體管。他們可望顯著減少芯片面積——而且是CMOS微縮的最后進(jìn)展領(lǐng)域之一。
多年來(lái)，大多數(shù)研究人員都認(rèn)為垂直晶體管的挑戰(zhàn)阻礙了其于商用芯片中的實(shí)際應(yīng)用。特別是Unisantis的設(shè)計(jì)還需要更高2～3倍的性能，才足以與FinFET邏輯競(jìng)爭(zhēng)。
FinFET預(yù)計(jì)將微縮至采用將在2020年量產(chǎn)的5nm節(jié)點(diǎn)。橫向GAA晶體管——有時(shí)被為奈米片(nanosheet)、奈米線(xiàn)(nanowire)或奈米板(nanoslab)，普遍預(yù)期將在3nm節(jié)點(diǎn)成為其后續(xù)產(chǎn)品。
Unisantis技術(shù)長(zhǎng)Fujio Masuoka在1980年代時(shí)曾經(jīng)是東芝公司(Toshiba)的NAND先驅(qū)。其新創(chuàng)公司明確地瞄準(zhǔn)先展開(kāi)下一代晶體管的開(kāi)發(fā)，期望它有朝一日在明日半導(dǎo)體扮演更重要的角色。
今年2月，三星(Samsung)介紹了具有0.026-mm2位元單元的6T 256-Mbit SRAM，采用FinFET和極紫外光微影(EUV)技術(shù)制造，這是當(dāng)時(shí)最小的元件。該韓國(guó)巨擘表示已在測(cè)試該設(shè)計(jì)的芯片，并有信心成為第一個(gè)商用化應(yīng)用EUV的計(jì)劃。
Unisantis的設(shè)計(jì)于對(duì)三星的開(kāi)發(fā)工作帶來(lái)了重大的影響，當(dāng)時(shí)并超越了芯片巨擘英特爾(Intel)的工作進(jìn)展。根據(jù)Imec，使用EUV，Unisantis的晶體管能以相當(dāng)于FinFET SRAM的成本，在5nm制程進(jìn)行制造。
然而，市場(chǎng)觀察人士指出，「這并不是一項(xiàng)可在像Imec這樣的小型研究機(jī)構(gòu)中執(zhí)行的簡(jiǎn)單研究計(jì)劃。你需要具備從晶體管到完成設(shè)計(jì)的制造規(guī)模，以及具有一定的經(jīng)濟(jì)規(guī)模足以讓任何事情上都易于銷(xiāo)售，而不是損失。」
圖：Unisantis和Imec宣稱(chēng)開(kāi)發(fā)出比三星、英特爾和臺(tái)積電更小的SRAM位元單元（來(lái)源：Imec）
藍(lán)牙室內(nèi)定位準(zhǔn)確度達(dá)30cm范圍
此外，Imec還發(fā)布了一款軟件，采用時(shí)間和相位數(shù)據(jù)估算飛行時(shí)間(ToF)信息，透過(guò)藍(lán)牙提供高達(dá)30公分(cm)的室內(nèi)定位準(zhǔn)確度。目前的技術(shù)使用信號(hào)強(qiáng)度來(lái)提供3到5公尺的精度。
該軟件可以得以讓藍(lán)牙與來(lái)自DecaWave等公司的超寬帶芯片室內(nèi)精確度競(jìng)爭(zhēng)。其目標(biāo)在于以更低的成本提供類(lèi)似的準(zhǔn)確度，并將藍(lán)牙廣泛整合至智能型手機(jī)中。
Imec并在Atmel 802.15.4和恩智浦(NXP)的藍(lán)牙參考設(shè)計(jì)上展示其軟件。它執(zhí)行于Arm Cortex M4F上，并使用不到32 Kbits的ROM和64 Kbits RAM。
研究人員正為修改藍(lán)牙米蘭(Bluetooth Milan)協(xié)議的下一代版本提議修改，以便廣泛使用其技術(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)流程可能需要大約一年的時(shí)間。同時(shí)，擁有藍(lán)牙鏈接兩端的用戶(hù)可以在其連接上啟用軟件。
另外，Imec正與合作伙伴合作，在不增加硬件要求的情況下為設(shè)計(jì)添加加密和身份驗(yàn)證功能。該技術(shù)可將藍(lán)牙定位能作為汽車(chē)等各種系統(tǒng)的數(shù)位鎖，從而可能取代NFC。此外，Imec還創(chuàng)造了一款高階的實(shí)驗(yàn)室芯片，將16,384個(gè)電極陣列與16孔微流陣列結(jié)合在一起。
圖：Imec的眼動(dòng)追蹤眼鏡原型采用Datwyler的干式電極
最后，Imec還展示了一款整合在眼鏡上的無(wú)相機(jī)眼動(dòng)追蹤技術(shù)。它使用電子眼圖傳感器來(lái)減輕重量、成本和功耗。這款智慧眼鏡則透過(guò)眨眼等眼動(dòng)姿勢(shì)來(lái)提供控制系統(tǒng)的方式。