探秘英特爾實驗室，體驗科技背後的奧秘

你知道電腦的速度為什麽越來越快嗎？近50年的發展歷史裡，CPU內部的晶體管數，從數千個一直發展到數十億個，規模十分驚人。這麽多晶體管都擠在指甲蓋大小的地方，研發人員是怎麽讓它們相安無事的？推動CPU持續提速的力量到底源自哪裡？

下面，小編就帶大家走進英特爾的神秘核心——組件實驗室，看看電腦芯片的速度提升和領先體驗是如何被驅動的。

英特爾組件實驗室：推動CPU升級換代的核心部門

掛有“在這裡開啟未來”標語的英特爾組件實驗室，主要解決CPU研發過程中遇到的“棘手”問題。實驗室通過發明新的CPU材料、尋找更高效的試驗方法，為“把更多晶體管集成到CPU內部”這件事掃清障礙，是英特爾眾多實驗室中的“核心腹地”。

比如，大家熟悉的CPU工藝製程的推進、封裝技術的改進、摩爾定律等，都是這個實驗室在推動。不僅於此，英特爾組件實驗室還在進行著許多超前的研發工作，在本次探秘中，工作人員帶我們看了“三大酷點”，囊括了過去、現在和未來的許多關鍵技術。

三大酷之化學合成實驗室：不斷發明新材料，“啃掉”升級攔路虎

CPU每次迭代，都會遭遇系列難題。當晶體管變得越來越小、越來越密集，如果再用老方法來設計製造，內部的電路就存在“打架”的可能，CPU就會變得“不聽話”。英特爾正是依靠化學合成實驗室對新型材料的研究，來解決電路“打架”的問題。

為了測試更多的材料，化學合成實驗室甚至會發明出新的分子及新的化合物，在成千上萬次測試後，才能尋找/發明出最有利於性能提升的材料，讓芯片面積更小、速度更快、更省電、更便宜。

來看看化學實驗室的一些“戰績”吧：

2004年：應變矽——首次應用在65nm工藝製程中，可以讓性能提升的同時，漏電減少，整體能耗降低。該技術讓英特爾的65nm工藝製程領先於時代。

2007年：High K + Metal Gate——這個技術幫助英特爾完成了45nm工藝製程的突破，讓CPU內部的漏電率大幅降低，性能和發熱表現都獲得提升。

2012年：三柵晶體管——三柵極晶體管在22nm工藝製程中被首次使用，實現了晶體管的革命性突破，只需消耗不到一半的電量，就能達到與 32 納米芯片中 2­D 平面晶體管一樣的性能。

2019年：EMIB 嵌入式多芯片互聯橋接——它是比一粒米還小的複雜多層薄矽片，可以讓相鄰芯片以驚人的速度來回傳輸大量數據，是異構封裝的先進技術。

202x年：EUV極紫外光刻——這是面向未來的先進芯片製造技術，可以把芯片的集成度逼近極限。

這些都是源自化學合成實驗室的技術，大部分都已應用在英特爾的產品中，切實地提升了產品的應用體驗。

它們有些改變了半導體的發展進程，有些甚至是革命性的。比如“EUV極紫外光刻”技術，堪稱集人類先進科技的大成，是未來半導體發展的重要技術。

三大酷之脈衝雷射沉積床：探索未知領域的“筋鬥雲”

為啥它作為一台設備，也能入選“三大酷”呢？皆因設備有“神速”技能，通常需要走幾個月的路，它只需要走幾天就能抵達。

前面說到，突破芯片製造的瓶頸，需要化學實驗室不斷尋找和發明新的材料，這些材料要反覆地試驗，才能知道效果如何。傳統的材料評估方法需要長達幾個月，而借助脈衝雷射沉積床，則只需要短短幾天時間。

機床發射雷射對試驗材料的表面衝擊，材料團簇的原子分布到晶圓片表面， 分布完成，研究人員就可以著手測試

實驗室的研究人員在探索超越5納米技術時，就需要試驗各種新材料的電子特性和潛力，從中尋找最適合的材料。爆棚的測試速度，讓研究人員可以測試更多的材料，突破的可能性也就大增。

三大酷之稀釋製冷機：把芯片降溫到比外太空還要冷

稀釋製冷機最酷之處，是可以保持零下460華氏度（約等於-273℃），也就是接近絕對零度，比外太空還要冷。

為什麽英特爾需要這種“極度深寒”呢？因為量子計算機需要！量子計算機是全新的理論體系，和當前的計算機完全不同，但計算能力卻能超出當今的超級計算機。

這種“超級算力”可以加速推進人類文明，比如尋找棘手疾病的治療方法。

量子計算機的核心“自旋量子位”需要保持在零下460華氏度才能正常工作，哪怕是一點細微的升溫，也會影響研究。因此，稀釋製冷機對量子計算的研究而言，就是“大殺器”一樣的存在，它甚至已成為研究量子計算的基礎門檻。

戳視頻一探究竟

半個多世紀以來，摩爾定律一直在發揮作用，芯片不斷地提升速度、降低成本，讓計算機從高不可攀的商用設備，成為人人都可以享有的個人設備。

英特爾組件實驗室的“三大酷”，正在不斷發現、測試新材料，是推動摩爾定律，並積極探索未來的主要力量之一，它涵蓋了芯片發展過去的榮光、現在的輝煌和未來的無限可能性。

相信，這座擁有“魔力”的實驗室，將繼續推出令人興奮的、極具變革性的、甚至是足以改變遊戲規則的新技術，讓科技文明之光繼續閃耀全球。

備注

英特爾和英特爾標識是英特爾公司在美國和其他國家（地區）的商標。

*文中涉及的其它名稱及品牌屬於各自所有者資產。

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