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在不斷追尋摩爾定律的道路上，英特爾揭曉其關鍵封裝、電晶體和量子物理等根本性突破，推進和加速運算進入下個十年。於 IEEE International Electron Devices Meeting（IEDM）2021，英特爾論述採用混合鍵合（hybrid bonding）技術，在封裝中提升超過 10 倍互連密度的過程、電晶體微縮達成 30% 至 50% 的面積改善、新電源和新記憶體技術的突破，以及未來將顛覆運算的新物理概念。
英特爾資深院士暨元件研究經理 Robert Chau 表示：「在英特爾心中，推進摩爾定律所需的研究和創新永不停歇。我們的元件研究事業群於 IEDM 2021 分享關鍵研究突破，帶來革命性的製程和封裝技術，滿足我們產業和社會所仰賴且永遠不會滿足的需求。這是我們最棒的科學家和工程師勤勉不懈的工作成果，他們將走在創新最前線，繼續為延續摩爾定律而努力。」。
摩爾定律已經隨著運算創新，滿足從大型電腦至行動電話每個科技世代的需求，這條演化之路隨著無限資料和人工智慧的新運算時代繼續延續。
英特爾的元件研究事業群橫跨電晶體的必要微縮技術、提升電源和記憶體的新矽功能、探索新物理概念等 3 個關鍵領域創新。藉由元件研究的工作，打破先前摩爾定律的障礙，並實際應用於產品之中，包含應變矽、Hi-K 金屬閘極、FinFET、RibbonFET，以及包含 EMIB、Foveros Direct 在內的封裝。
在 IEDM 2021 上，英特爾透露有望在 2025 之後，藉由下列 3 項領域的探索，繼續推進和汲取摩爾定律優勢：
- 英特爾正追尋基本微縮技術的重要研究，能夠在未來的產品之中提供更多的電晶體：
- 公司研究人員為混合鍵合互連設計、製程和組裝挑戰提出解決方案綱要，展望在封裝中超過10倍的互連密度改善。導入 Foveros Direct 的計畫，達成 10 微米以下的凸點間距，為 3D 封裝提供一個量級的互連密度提升。
- 展望環繞式閘極（gate-all-around）RibbonFET，透過堆疊多個（CMOS）電晶體的方法，掌握後 FinFET 時代，藉由在每平方毫米放入更多的電晶體，目標達成最高 30％至 50％的邏輯微縮改善，繼續推進摩爾定律。
- 英特爾同時透過前瞻性研究，為摩爾定律鋪設前進埃（angstrom）時代的道路，展示僅有數個原子厚度的新型材料，如何能夠做出克服傳統矽通道限制的電晶體，讓每個晶片面積上增加數百萬個電晶體，提供更為強大的運算。
- 英特爾同時為矽帶來新功能：
- 在 300mm 晶圓上，達成整合以氮化鎵（GaN）為基礎的電源開關和以矽為基礎的 CMOS，推進更有效率的電源技術。為 CPU 提供低損失、高速的電源供應，並同時縮減主機板元件和空間。
- 使用新型鐵電材料，達成低延遲讀寫能力，且有可能成為次世代嵌入式 DRAM 技術，提供更多的記憶體資源，解決從遊戲到 AI 等運算應用的問題。
- 以矽電晶體為基礎的量子運算所帶來的效能，以及與新型室溫裝置搭配運作，擁有巨量能源效率運算的開關。採用全新物理概念的揭示，可能會取代傳統 MOSFET：
- 於 IEDM 2021，英特爾展示於室溫運作的首款實驗性磁電自旋軌道（magnetoelectric spin-orbit、MESO）邏輯裝置實作，顯示出基於開關奈米規模磁鐵的新型電晶體可製造性的潛力。
- 英特爾和 IMEC 在自旋電子材料研究取得進展，將裝置整合研究更進一步帶往實現全功能自旋轉距（spin-torque）裝置。
- 英特爾還展出與 CMOS 生產製造相容，用來實現可擴展量子運算的 300mm 量子位元製程流程。
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圖片及資料來源：Intel
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