IBM和三星取笑了长达一周的手机电池

2022年1月26日整理发布：大多数人需要每天或每两天给智能手机充电，但 IBM 和三星的研究人员取得的一项新的科学突破可能会改变这一点。两家公司合作开发了一种突破性的半导体设计，他们称之为垂直传输纳米片场效应晶体管 (VTFET)，这是一种新的芯片架构，与更传统的 finFET 技术相比，它可以将能源使用量减少高达 85% 或两倍表现。

IBM 研究人员解释说，大多数现代芯片都基于横向传输场效应晶体管 (FET) 架构，其中一个例子是鳍式场效应晶体管 (finFET)。后一种设计涉及在晶片表面放置晶体管，而新的突破性设计 VTFET 的工作原理是将晶体管排列在垂直于晶片的层中。

该公司解释说，这导致垂直电流回避了一些现有的限制，至少在接触尺寸和晶体管栅极长度等方面是这样。因此，可以通过减少使用的能源量或提高性能水平来进行优化。

IBM 表示，这是一项重大突破，显示了“超越纳米片”的潜力。这可能会为消费者带来许多好处，两家公司解释说，这项技术创新可能会导致智能手机电池在需要充电之前可以运行整整一周。此外，该技术还可能减少用于挖掘加密货币的能源量，可能有助于解决与基于区块链的数字货币相关 的主要气候变化问题。

物联网 (IoT) 行业也可能因这一突破而发生革命性变化，研究人员指出，减少能源需求可能使智能设备(如连接传感器)能够“在更多样化的环境中”运行。

两家公司都强调，上下电流设计可能会扩展所谓的摩尔定律，参考戈登摩尔几十年前的观察，集成电路的晶体管数量每隔几年就会翻一番。IBM 解释说，这个想法已经接近极限，因为芯片存在物理尺寸限制，制造商正试图“封装更多晶体管”。

IBM 一直在努力解决这些不断增长的能源和性能需求。值得注意的是，该公司早在 5 月就推出了其 2nm 技术突破，这使得将 500 亿个晶体管放置在大约一个指甲大小的芯片上成为可能。

仅这一突破就为下游带来了一些潜在的重大变化，包括将手机电池运行时间延长至大约四天、提高笔记本电脑性能以及通过减少能源使用来减少数据中心的碳足迹。IBM 和三星的新联合 VTFET 设计突破建立在这项工作的基础上，IBM 指出垂直排列“专注于一个全新的维度”。