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發表於 2007-1-28 23:56:37
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持續精進一甲子 - 電晶體不斷創新和朝微型化演進
英特爾45奈米技術大幅增進電晶體設計
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自1947年電晶體發明迄今,科技進步的速度驚人,催生了功能更為先進強大,又能兼顧成本效益和耗電量的產品。雖然科技進展迅速,但電晶體產生的廢熱和漏電仍是縮小設計及延續摩爾定律 (Moore’s Law) 的最大障礙。因此業界必須以新材料取代過去40年來製作電晶體的材料亦不足為奇。7 t: ?6 k$ _) P( g. N, Q) R/ w
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有鑑於此,英特爾公司針對新45奈米 (nm) 電晶體開發出突破性材料組合,以便生產漏電極低且效能極高的電晶體。透過首顆採45奈米製程的處理器 –屬於為新世代Intel® Core™ 2 和 Xeon® 處理器系列所發展之“Penryn”系列的原型樣品 – 英特爾成功解決了妨礙摩爾定律進步的障礙。這將催生出低耗電、低成本、高效能的運算產品,從筆記型電腦、行動裝置到桌上型個人電腦和伺服器等一應俱全。
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' x0 A: R; v6 K1 r7 i在慶祝電晶體誕生60週年之際,讓我們一同回顧電晶體的歷史和重要里程碑,以及英特爾的45奈米創新,將如何引領新半導體技術和摩爾定律如何邁入下一個十年。" r) v2 ?1 D( Y6 t1 u
; d" }: ^2 @& C•1947年12月16日:貝爾實驗室 (Bell Labs) 的William Shockley、John Bardeen和Walter Brattain成功製成第一個電晶體。
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•1950年:William Shockley開發出雙極性接面電晶體 (bipolar junction transistor),也就是現在俗稱的電晶體。 1 y- b. ~7 S1 e* j# }. r
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•1953年:第一種採用電晶體的商業化裝置上市 – 助聽器。 1 I5 ]3 e, I8 A) o1 M8 g1 c2 A3 o
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•1954年10月18日:第一台電晶體收音機Regency TR1問世,採用四顆鍺電晶體。 % U+ N$ I/ I9 L1 X I. h
# R# \9 G F* I- U: t8 E P•1961年4月25日: Robert Noyce(英特爾公司創辦人之一)獲得首件積體電路專利。原始電晶體設計足以應付收音機和電話之需要,但新型電子設備需要更小的設計 – 也就是積體電路。 j: c) l5 {. t4 q* ^, ]
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•1965年:摩爾定律誕生。摩爾 (Gordon Moore,英特爾公司創辦人之一) 為電子雜誌 (Electronics Magazine) 撰文預測晶片上的電晶體數目未來將約每年倍增(之後十年改為每兩年倍增)。 : e" z1 K/ d9 R! u5 y# s
8 ]5 T- H! K3 |5 x$ E6 F# h1 |2 ~•1968年7月:Robert Noyce和Gordon Moore從快捷半導體 (Fairchild Semiconductor) 公司離職,創立英特爾 (Intel) 公司,Intel是積體電子(integrated electronics) 的縮寫。
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( y- C% [1 u. M# P0 W# L) X% T•1969年:英特爾率先成功開發PMOS矽閘極電晶體技術。這些電晶體繼續使用傳統的二氧化矽 (SiO2) 閘極電介質(gate dielectric),但引進新多晶矽 (polysilicon) 閘極技術。 $ m E- m5 ^; P# }5 q; O
) |3 o0 b% [; F•1971年:英特爾推出第一個微處理器4004。1/8 x 1/16英吋大小的4004內含2,000餘顆電晶體,以英特爾的10微米(micron) PMOS技術製成。
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•1978年:16位元的英特爾8088微處理器推出,內含29,000顆電晶體,執行速度為5MHz、8MHz和10MHz。8088於1981年成功銷售給IBM的新個人電腦部門,這項關鍵性的交易使Intel 8088微處理器成為IBM新熱門產品 – IBM個人電腦(IBM PC)的頭腦。8088的成功使英特爾成為財星雜誌Fortune 500大公司之一,該雜誌也推舉英特爾是「1970年代商業成功典範」之一。
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•1982年:286微處理器(又稱80286)問世。該顆16位元的英特爾處理器可執行針對其前身編寫的所有軟體。286處理器使用134,000顆電晶體,執行速度包括6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz不同等級。
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•1985年:Intel386™微處理器問世,內含用275,000顆電晶體 – 數量超過原始4004所含電晶體的一百倍。這顆32位元處理器有多工能力,表示它能同時執行多個程式。
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•1993年:Intel® Pentium®處理器推出,含有300萬顆電晶體,採英特爾0.8微米製程。 1 M1 J8 [0 Z# Q' t9 y2 h
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•1999年2月:英特爾推出Pentium® III處理器 – 1x1英吋平方的矽晶片內含超過950萬顆電晶體,採英特爾0.18微米製程。
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$ i5 T$ v2 p, `•2002年1月:針對高性能桌上型個人電腦,英特爾推出最新版Intel Pentium 4處理器,時脈達每秒22億次。採英特爾0.13毫米製程,含5,500萬顆電晶體。
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•2002年8月13日:英特爾宣佈數種90奈米製程技術突破,包括效能更高且耗電更低的電晶體、應變型矽晶 (strained silicon)、高速銅製內部連結線(high-speed copper interconnects)與新型low-k電介質。這是業界首度採用應變型矽晶的製程。
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•2003年3月12日:為筆記型電腦設計的Intel® Centrino®(迅馳™)行動運算技術平台誕生,內含英特爾最新的行動運算處理器Intel Pentium M處理器。該處理器以新行動運算微架構為基礎,採英特爾0.13微米製程,包括7,700萬顆電晶體。
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8 D9 f0 f, v6 _/ L; M•2005年5月26日:英特爾推出首顆針對主流市場所設計的雙核心處理器 – Intel Pentium D處理器 – 內含2億3千萬顆電晶體,採英特爾90奈米製程。
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0 ^0 ~+ ^$ L' ]# D- }% P7 |$ c, `, [' y•2006年7月18日:英特爾推出雙核心Intel® Itanium® 2處理器,採用業界至今最精密的設計,內含超過17億2千萬顆電晶體。採英特爾90奈米製程。 ( h' \' A$ r! |& `0 I& @& l
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•2006年7月27日 – 全球最佳處理器 – Intel® Core™ 2 Duo(Intel® 酷睿™ 2 雙核心處理器)問世。該處理器內含超過2億9千萬顆電晶體,由全球最先進的實驗室以英特爾65奈米製程生產。 ! N. Z, L' w8 R$ {6 J: \
& X3 m- K" f; v( ~. ^# \, d9 F0 K) c7 Y•2006年9月26日 – 英特爾宣佈開發超過15種採用45奈米製程的產品,涵蓋桌上型電腦、筆記型電腦和企業市場。這些產品屬於衍生自Intel® Core™微架構的 “Penryn”產品系列。 4 f4 H$ L* y# T- o; k
5 w# r7 X0 k) _ V•2007年1月8日:將四核心個人電腦銷售延伸至主流市場。英特爾推出針對桌上型電腦設計之65奈米Intel® Core™2 Quad(Intel® 酷睿™2 四核心)處理器,以及兩種四核心之伺服器處理器。Intel Core 2 Quad處理器內含超過5億8千萬顆電晶體。
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•2007年1月27日:英特爾宣佈電晶體材料的最新突破 – high-k和金屬閘極。下一代Intel Core 2 雙核心處理器、Intel Core 2 四核心處理器和Xeon®處理器等多核心處理器 –– 將含數億顆45奈米電晶體,電晶體的絕緣層和開關閘極將採用這些全新材料。此系列產品的開發代號為Penryn。英特爾已成功生產採用這些先進電晶體的45奈米微處理器原型。 |
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