首款2纳米制程芯片发布

日前，IBM 公布了其在半导体设计和工艺方面的一项重要突破——全球首款采用2纳米（nm）制程工艺的芯片。从目前公布的数据看，IBM 2nm 芯片每平方毫米容纳 3.33 亿个晶体管，对比之下，台积电 5nm 芯片每平方毫米容纳 1.713 亿个晶体管，三星 5nm 芯片每平方毫米容纳 1.27 亿个晶体管。

而与当前主流的 7nm 芯片相比，IBM 2nm芯片的性能预计提升45%，能耗降低75%。与当前领先的5nm芯片相比，2nm芯片的体积更小，速度更快。因为其能够大幅度减少数据中心的能源使用量，如果应用到手机中，可以使手机巡航时长翻两番；如果应用到笔记本电脑中，则能够更快运行程序、完成语言翻译和互联网访问；用于自动驾驶，则能够完成更快的目标检测并缩短反应时间。

IBM宣称，该技术可以将 500 亿个晶体管安装到一个指甲大小的芯片上，从而使处理器设计人员拥有更多选择，比如可以注入核心级创新来提高 AI 和云计算等前沿工作负载的功能，以及探寻硬件强制安全性和加密的新途径等。

关于新制程中制造晶体管的关键技术——环绕式栅极技术晶体管（Gate-All-Around / nanosheet），虽然 IBM 还没有明确说明，但有业内人士认为，这款新的 2nm 处理器使用了3-stack GAA 设计。IBM 表示，3-stack GAA 是首个采用底部介电隔离通道的设计，这使得 12nm 栅长成为可能，并且其内部的间隔器采用第二代干式工艺设计，有助于纳米片的开发。

值得一提的是，在性能和能耗方面，2nm 制程工艺比7nm和5nm更强。但目前其很大程度上只是概念验证，所以距离真正进入市场还有一段时间。

3D打印自愈合水凝胶问世

近期，意大利都灵理工大学与耶路撒冷希伯来大学的合作研究团队展示了使用商业材料和商业数字光处理打印机制作的具有自愈合能力的3D打印水凝胶。这些水凝胶基于半互穿聚合物网络，能够实现自我修复。在室温下，自动恢复发生得很快，没有任何外部触发。复合后试样能够承受变形，并在12小时后恢复了其初始强度的72％。这项工作为开发具有复杂3D结构的自修复水凝胶提供了一种通用且适应性强的方法，可应用于从生物医学和可穿戴传感器到机器人和能量采集等多个领域。相关研究发表在《自然—通讯》上。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41467-021-21029-2

栏目主持：袁一雪