自从1959年英特尔创始人之一的罗伯特•诺伊斯(Robert Noyce)和德州仪器公司的杰克•基尔比(Jack Kilby)各自发明了第一块信息时代电子设备的基本构造块――集成电路――以来，无论是个人计算机还是智能手机，芯片上的晶体管设计方式本质上都是相同的。

 

　　早期的晶体管是做在平面上的。但如同房地产开发商要在有限的土地上建造摩天大楼，以便得到更多获利空间一样，英特尔现在也开始在晶体管的设计上向上发展――当芯片平面上数十亿个微小电子开关之间的间隙要以几十个原子的宽度计量时，设计者们就需要考虑在第三维上寻找更多的安身之处了。

 

　　位于加州圣克拉拉市的英特尔公司已开始采用一种名叫Finfet(鳍片场效应晶体管)的新型3-D晶体管设计来生产微处理器――其显著特点是在芯片表面有微小突起的硅支柱或称鳍片。公司打算在今年稍晚的某个时候将该技术投入常规化生产。

 

　　虽然英特尔公司没有透露其新工艺的有关技术细节，但说希望新的芯片在低压应用中其运行速度能提高37%，并降低高达50%的能耗。

 

　　英特尔目前使用光刻工艺制造芯片。采用这种工艺，芯片上最小只能达到32纳米，这是2009年就达到的微观制造水平(与之相比较，人的血红细胞为7500纳米宽，而DNA链则为2.5纳米)。“今年晚些时候，英特尔计划把22纳米的制造能力纳入常态的研发工艺中，”英特尔高级研究员、负责新一代更小晶体管开发的科学家马可·R·波尔(Mark T. Bohr)说。

 

　　英特尔的工程师们认为，他们现在对解决至少10纳米级芯片制造的挑战很有信心，这很可能在2015年就能实现。

 

　　英特尔这次公布的时机很重要，波尔博士说，因为它表明这个世界上最大的芯片制造商，并没有减缓根据摩尔定律、每两年蚀刻在硅片上的晶体管数量翻一番的速度。尽管这并不是一条物理学定律――1965年由英特尔创始人之一的戈登·摩尔(Gordon Moore)观察到的现象，并为世界上许多经济结构定义了创新速度――但它使计算机工业有别于其他制造业，因为它不断地改善增长率，每隔一段时间就提供更强大的计算能力和更低的成本。

 

　　然而，尽管有承诺和公司大胆的断言，但在芯片行业，英特尔的3-D晶体管仍然是一项有争议的技术。相反，其他一些公司的竞争者说他们相信英特尔正在对一项未经证实的技术进行一场可能是灾难性的、价值数十亿美元的赌博。业界存在某些猜测，认为Finfet技术将给英特尔以明显的速度优势，但比起其他方法，在能耗的控制上就可能有所逊色。

 

　　通过在低功率下突出速度来优化该技术，英特尔面对着这样的可能性，即它可以赢得这

 

　　场技术仗，却会在市场上输掉更重要的仗。英特尔这场赌博的机会在于强调这样的事实：当公司控制着市场上数据中心的计算机、台式机以及笔记本电脑时，也在很大程度上锁定了平板电脑和智能手机的市场，后者的增速远远快于传统的PC行业。

 

　　这些设备采用超低功率的芯片，但在节省电力的同时并未减少过热。例如，苹果公司在其台式机和笔记本电脑上采用了英特尔的微处理器，但在其iPhone手机和iPad平板电脑上却选择使用由其他公司推出的与之匹敌的低功率设计。

 

　　有业内高管和分析师表示，英特尔很可能在向3-D晶体管转变方面领先其对手整整一代。例如，台湾的芯片制造商台积电公司(T.S.M.C.)曾说，在未来两年里它不打算开发Finfet晶体管技术。锚点

 

　　其他公司，像ST微电子(ST Microelectronics)保证要改用一种替代技术，以便设置比传统晶体管明显要薄的绝缘层，这在下一代芯片制造中有了一种更安全的方式。他们相信，绝缘方法在低功率应用中会更好，而这可能是面向消费者市场的关键优势――因为绝大多数流行产品都兼具手持和电池供电两种功能。

 

　　“硅绝缘体可能会在功效方面更胜一筹，”一半导体制造和设计社区网站主编戴维·拉默斯(David Lammers)说，“我从步兵学校营地听到，对Finfet有一种共识和认可，那就是它更快，而这就是你想要的最先进的性能。”

 

　　在一次参观时，英特尔用扫描电子显微镜展示了一块用新型22纳米制造工艺生产的计算机芯片――在超过10万倍的放大率下观看，硅鳍片如同平地上竖起的一系列墙壁，清晰可见。

 

　　可以用一个或若干个微小的鳍片来造晶体管以实现具有不同特性――如更快的切换速度或极低功耗――的开关功能。在较小的放大率下看芯片，可以看到布线设计，非常像展示成百上千个交叉路口的街区图。

 

　　尽管展示的东西给人印象深刻，英特尔的高管承认，公司面临的挑战是努力在新的消费者市场中捕捉迄今尚未得到的商机。

 

　　“在我们的关切中现在还没有放入生态平衡的概念，”英特尔行政总监安迪·D·布赖恩特(Andy D. Bryant)说，“我们的新技术必须好到足以引起生态系统的重视，要让它说，‘我们最好对那些家伙注意点。’”