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文档简介

1、3D晶体管技术将是高端FPGA的主流选择随着半导体工艺的不断提升，晶体管越来越小，其沟道 长度也逐渐变小，漏电流成了棘手的难题，人们一度怀疑摩 尔定律的有效性。然而，3D晶体管的出现，有效地解决了漏 电流的问题，使晶体管的性能大大提升。前不久，Altera和 Intel签署协议将采用Intel的14nm3D晶体管（Intel称三 栅极技术）开发下一代高性能FPGA,从而使FPGA从目前的 平面晶体管工艺进入到三栅极的3D晶体管时代。Altera公司国际市场部总监李俭介绍，之所以采用三 栅极这种全新的晶体管架构，主要是基于三方面的好处。第 一个是漏电流非常小，这主要是由于三栅极晶体管的接触面 非

2、常大，从而有效解决了半导体工艺中的短管道效应，降低 漏电流；第二个好处是，同样的能耗情况下，性能大大提升； 第三个好处是，釆用三栅极的技术，晶体管本身的尺寸非常 小，从而使芯片的密度可以做到很高。李俭指出，与20nm 制程下的FPGA相比，釆用14nni三栅极技术后，FPGA的性能 和容量将提升4-5倍。例如，在目前工艺下，由于功耗的原 因,FPGA的工作频率只能达到400MHz左右,而采用14nm S 栅极技术后，将很容易达到1.3GHzo在半导体领域，由于对高性能和高集成度的追求，CPU 和FPGA是最勇于尝试新工艺，并不断推动半导体新工艺制 程发展的两类产品。两年前，Intel宣布在其2

3、2nni产品中引 入三栅极技术设计，如今，基于22nm三栅极技术的CPU已 经量产，并出货超过1亿个。之所以选择与Intel合作代工, 是因为Altera的评估认为“在多家代工企业的3D晶体管技 术上，英特尔的技术在晶体管尺寸和量产时间上最具优势”, 显然，作为Intel的第二代三栅极技术，14nm工艺可以保证 未来FPGA的性能和量产。另外，除了半导体工艺技术外， 整体的生态系统也很重要，而Intel多年来一直致力于生态 系统的开发，与多家合作伙伴在设计工具、设计标准、封装 等方面展开合作，建成了完善的生态系统。李俭指出，这个 完善的生态系统使得Altera跟Intel的合作能够更好更快 地顺利地把下一代产品投放到市场。其实，和Altera 一样，另一家FPGA公司Achronix 也已釆用Intel的三栅极技术设计FPGA,并且前不久刚刚推 出了样片，只不过该公司釆用的是Intel的第一代22nm三 栅极技术。据Achronix介绍，其釆用Intel22nm三栅极技 术制造的FPGA功耗是目前市场上同类器件的一半，它能帮 助用户的高带宽解决方案降低一半成本。相比FPGA领导厂 商Altera来说，Achronix只是一个小公司，在行业中还名 不见经传，但是从这一大一小两家公司的选择可以看出，三 栅极晶体管技术对于高性能FPGA将是主流选择。按照Altera的计划，

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