2.金属栅极晶体管
虽然英特尔所采用的High-K新材料拥有不错的电子阻隔效果，但是却无法与现有闸极采用的多晶硅相兼容，因此英特尔又特别开发了一种新的金属闸极
材料来使用，由于目前金属材料的细节属于商业机密，使得我们并不能像知晓High-K所使用元素那样知晓金属栅极晶体管究竟使用什么元素制成，但有一点可以确定—英特尔采用不同金属材料组合而成。
当然，这种神秘的新材料肯定具有非常高的导电率。以解决现有材料因电阻较大，而造成较长延迟周期的问题。(注：如果材料电阻较大，根据RC延迟电路延迟周期T＝2πRC可以知道迟延周期较大。如果采用导电率较高的金属类材料栅电极，就能彻底解决栅极耗尽的问题。)
借力于蓝色巨人—AMD的45纳米步伐
相对于英特尔在制程技术方面的高歌猛进，AMD一直以来都在这方面采取了更为保守的策略。究其原因主要是AMD的公司规模较小、工厂少难以承受快速改进制程带来的冲击。但是在多内核CPU成为主流的今天，领先的制程意味着压倒性的成本优势，基于原生4内核设计的AMD K8L处理器如果没有更领先的制程支持，即便在性能上完全压倒Core2 Quad处理器也无法为AMD带来更多的收益。为了早日跨入45纳米的世界，AMD这次找来了英特尔宿敌—IBM的帮忙。
在2006年底AMD在其平台分析会议上首次披露了关于45纳米研究的进度。在会议上AMD指出AMD与IBM合作开发的45纳米工艺处理器的研发即将完成，有望在08年上旬上市。AMD和IBM表示，在45纳米制程中两家公司开发出了被称作“浸入式光刻”的技术。在这个技术中硅片将会被完全浸没在液体中然后进行曝光。采用这种方式进行芯片制造，将会显著提升曝光镜头的对焦精度，从而提升良品率。
在栅介质方面AMD和 IBM并没有像英特尔那样直接跳跃到High-K技术，而是采用了被称作Ultra Low-K的栅介质。这种栅介质相对于传统的Low-K材料将会有着更低的电子隔绝效果，并且在制造工艺方面较Low-K并没有太多的不同，由此能够大幅降低制程转换过程中的风险。尽管AMD和IBM并没有更多透露所谓的Ultra Low-K采用的是何种材料，但业界普遍认为Ultra Low-K在电气性能方面依然会逊色于High-K。与此同时，AMD和IBM还同样关注High-K介质，但并没有确认High-K究竟会用在45纳米制程上还是未来32纳米制程上。
作为SOI技术的极力推动者，AMD和IBM还很有可能在45纳米制程上采用改进后的 SOI技术。所谓SOI(Silicon-on-insulator)技术是指在在绝缘层上(如二氧化硅)再附着非常薄的一层硅，在这层SOI层之上再制造电子设备。SOI与传统的半导体生产工艺(一般称为bulk CMOS)相比可提高性能25％～35％，最多可降低功耗至原来的1/3。在AMD 65纳米制程上SOI技术就已经大放异彩，如果45纳米制程中成功运用改进后的SOI，AMD有望进一步降低处理器的功耗。
图5 IBM试产的45纳米SRAM
在制程转换进度方面AMD表示，他们成功生产出45纳米 SRAM测试晶圆，这种晶圆通常都被处理器厂商用来验证新工艺的可靠性。AMD 45纳米 SRAM测试晶圆是在英特尔拿出同类产品之后的三个月才完成。45纳米 SRAM测试晶圆生产性能取决于每个SRAM cell的大小，cell越小，工艺越好。
英特尔 45纳米 SRAM测试晶圆每个SRAM cell大小是0.346平方微米，AMD的则是0.370平方微米。由此我们不难看出如果在未来处理器中应用更大的缓存，AMD在成本控制方面将会大幅落后于英特尔。
Penryn vs. Shanghai，谁主沉浮？
尽管AMD和英特尔都宣布开始全面转向45纳米制程技术，但纵然有IBM的帮助AMD的45纳米步伐依然要落后英特尔很多。纵观当今的处理器市场，英特尔已经完成了旗下全系列处理器65纳米制程的过渡，而AMD在65纳米过渡上却显得相当缓慢，采用65纳米制程的Athlon64处理器无论在成本还是性能表现方面都没有带给人们太多的惊喜。
在65纳米制程上的落后还将会让45纳米制程转换的时间表一拖再拖。英特尔在近期的 Roadmap上已经明确表示年底将会推出采用45纳米制程的代号Penryn的处理器。相对于现在的Conroe处理器，45纳米制程的Penryn将会基于同样的Core2 架构，并且引入SSE4以及加大L2 Cache等设计。在4内核处理器上凭借Core2架构强大的性能和对内存延迟并不敏感的特性，代号Yorkfiled的45纳米制程4内核处理器依然会采用2片Penryn拼合的方法制造，以求在成本方面彻底击垮AMD。另一方面，英特尔还在众多场合上暗示Penryn将会根据AMD K8L的表现随时调整，甚至是提前发布。业界普遍认为Penryn的工作频率将很可能突破3GHz，从而在性能方面压倒K8L。
图6 Penryn内核架构图
和英特尔高调宣布45纳米制程技术不同，AMD如今还在艰难的向65纳米制程过渡，所以AMD只是很模糊的表示45纳米制程将会在 2008年下半年问世。首个采用45纳米制程处理器的将会是代号Shanghai的AMD Opteron 4内核处理器。这款处理器将依然沿用HT 1.0总线连接，并且采用原生4内核设计，拥有6MB L3 Cache。在工作频率方面受限于K8L本身的架构，也许代号Shanghai的CPU依然难以突破3GHz。3级缓存设计、超大容量的缓存和原生4内核设计，真的能让AMD再度与英特尔抗衡吗？
图7 英特尔制程Roadmap
结语
谁说摩尔定律已死？在过去的十多年间半导体的发展速度正惊人的完全吻合摩尔的预言，在未来的5年中我们甚至可以预见摩尔定律依然会持续生效。但随着半导体制程逼近原子尺度，摩尔定律也将会遭遇到最为严重的挑战。在未来我们将会用上原子计算机还是生物计算机，到时候又将会有什么定律生效？我们拭目以待。
责任编辑：杨宇佳
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